二次谐波(SHG)的产生来自两个相同频率光子与非线性材料相互作用后合并成一个两倍频率的新光子，具有非中心对称性/无反对称的化学结构才可以观测到SHG现象。
MStarter 100-SHG二次谐波光谱测试系统可将皮秒或飞秒超快激光集成进入显微光路，通过100倍物镜聚焦于样品表面，激发样品的微区二次谐波，软件自动测试，可以对样品的晶格取向、晶界分布以及原子层数、原子层排列方式做无损测试。
光路特点：
可测试内容：
SHG强度与激光功率的关系：方便、快捷的测试不同激光功率下的SHG数据，用于探究SHG强度与激光功率之间的相互依赖性。
SHG强度与偏振角度的关系（极化图）：搭载电动半波片旋转台，通过软件控制激光的偏振方向，自动测试不同角度下的SHG强度并输出极化图。
高分辨率快速扫描，生成SHG mapping：使用超低暗噪声（7 count/s）和高灵敏度的光子计数器配合压电平移台 可以提供超过每秒500 点的高速扫描成像测试能力和10 倍以上灵敏度*。
微纳材料显微尺寸测试：聚焦于样品表面的测试激光光斑小于1um，扫描点间距最小可达50nm
可应用领域：
精准表征与定位材料晶界
实现二维材料异质结的SHG信号表征
研究二维材料的相结构与堆垛
研究微纳米材料与结构的非线性光学特性
研究铁电材料的极化域及晶体取向
研究有机基微/纳米级低维结构
典型实测数据：
用户测试实例分享
日盲紫外光电探测器——AsSbO3
a)SHG测量原理示意图，b) 不同泵浦功率下的SHG光谱图，c) 典型的与泵功率相关的SHG强度，d）垂直和 e) 平行构型下的SHG极化图，f）不同厚度AsSbO3纳米片的AFM图像和SHGmapping图像
本文SHG分析解读：
通过SHG测试研究了其面内各向异性特性，而mapping测试可以分析不同厚度的材料对于信号强度的影响，同时还可以看出材料的均匀性
证明了AsSbO3属于非中心对称的点群C1，具有奇数层的样品可以产生SHG响应
所有信号都表现出很强的方位依赖性，表明SHG响应具有高度的面内各向异性，反映了AsSbO3晶体结构各向异性
AsSbO3晶体厚度和SHG信号的关系
功率依赖的SHG测量与激发功率呈二次依赖关系，这与电偶极子理论的预测相一致，即在一阶扰动下，SHG强度与激光功率的平方成正比
层状过渡金属二硫族化物(TMDs)
(a)、(e) 3R相和2H相WSe2 SHG强度成像，(b)、(f)不同层数下3R、2H相WSe2的SHG强度，(c)、 (g) 3R相和2H相WSe2中随厚度变化的SHG强度，(d)、 (h) 3R相和2H相WSe2典型的偏振分辨SHG强度，显示了三重旋转对称性
本文SHG分析解读：
通过 “SHG - 层数” 分析测试，可关联分析材料的堆叠方式，如 TMDs 的 2H/3R 相堆叠差异：3R 相因无中心对称，SHG 随层数增加呈现不同的强度；2H 相因奇偶层堆叠对称性交替，SHG 强度呈振荡关系
通过 “SHG 扫描”（强度映射），能评估材料的均匀性与成膜质量，不同层间信号差异清晰
通过 “SHG - 偏振” 分析测试，可确定材料的晶格取向，如WSe2显示出三重旋转对称性
面内铁电性--(SnSe)1.16(NbSe2)
(a)偏压依赖性横向PFM振幅与相位迟滞回线，(b)(c) 采用盒中盒图案进行反向偏压极化后的横向PFM振幅与相位畴图像，(d) 不同激发功率下的SHG光谱，插图为典型的二阶功率依赖性SHG强度，(e) 平行与垂直偏振下的SHG旋转图案，(f)(g) SHG强度与差示扫描量热法（DSC）焓变的温度依赖性，(h) 载流子密度与TC参数表征的多种极性/铁电性与金属性共存体系的对比研究
(a) 所研究薄片的光学显微图像，(b) 垂直(160°)和(c) 平行(10°)配置下，在(a)中虚线框内进行的空间分辨二次谐波成像，显示出强烈的各向异性偏振。
本文SHG分析解读：
从“光谱特征 - 偏振依赖 - 温度变化” 三个表征方向，结合对比实验，验证了(SnSe)1.16(NbSe2 中 SnSe 子层的面内铁电性，为 “铁电性与金属性共存” 这一核心结论提供了关键的光学证据。
介电材料——六方氮化硼(h-BN)
a）h-BN的光学图像，b) 具有相同取向的两个聚结h-BN的极化SHG映射，c) 偏振分辨SHG极化图
本文SHG分析解读：
通过SHG mapping测试出相邻合并的h-BN畴之间没有晶界表明hBN生长取向一致。
*文献来源：
Adv. Funct. Mater. 2023, 2306241
2D Mater. 9 (2022) 015012
PHYSICAL REVIEW LETTERS 135, 236802 (2025)
ACS Appl. Electron. Mater. 2022, 4, 12, 6261–6268
