Szanghajski Instytut Optyki i Maszyn Precyzyjnych (SIPM) czyni postępy w badaniach nad terahercowymi źródłami światła o silnym polu, opartymi na kryształach organicznych

Niedawno Państwowe Kluczowe Laboratorium Fizyki Laserów Intensywnego Pola (SGLIPM) Szanghajskiego Instytutu Optyki i Maszyn Precyzyjnych (SIPM) Chińskiej Akademii Nauk (CAS) poczyniło postępy w badaniach terahercowych źródeł światła o intensywnym polu w oparciu o kryształy organiczne. Wyniki badań na ten temat opublikowano w czasopiśmie Optics Express pod tytułem Generacja i charakterystyka intensywnych impulsów terahercowych z kryształu DSTMS.
Fale terahercowe są cenne w podstawowych badaniach naukowych, a także w informacjach i innych zastosowaniach ze względu na ich wyjątkową charakterystykę częstotliwościową i czasową. Gdy natężenie pola terahercowego osiągnie wartość MV/cm, można zrealizować ultraszybką modulację właściwości materiału, w tym modulację podstawowych właściwości, takich jak elektrony, fonony, spiny itp., a także indukowanie przejść fazowych w materiałach. Od dłuższego czasu głównym czynnikiem ograniczającym jej szerokie zastosowanie jest brak technologii generowania fal terahercowych silnym polem. Wraz z rozwojem technologii laserowej efekt prostowania optycznego w kryształach napędzanych laserem o ultrakrótkich impulsach zapewnia niezawodne rozwiązanie do generowania fal terahercowych o silnym polu.
W oparciu o nową generację zintegrowanego urządzenia eksperymentalnego do ultraintensywnego, ultrakrótkiego lasera impulsowego z Szanghajskiego Instytutu Optyki i Mechaniki (SIOME), w pracy wykorzystano wysokoenergetyczny laser podczerwony do napędzania efektu rektyfikacji optycznej w kryształach organicznych DSTMS i uzyskiwano silne pole fali terahercowej o energii pojedynczego impulsu 175 μJ i szczytowym natężeniu pola 17 MV/cm poprzez optymalizację warunków dopasowania fazowego, przy sprawności konwersji energii wynoszącej 2 procent i widmie częstotliwości 0.{{ 9}},5 THz. Naukowcy wykorzystali próbkowanie elektrooptyczne, analizę widmową i inne środki do systematycznej analizy charakterystyki fal terahercowych w dziedzinie czasu, częstotliwości i zależności od gęstości mocy pompy. Praca ta promuje badania nad źródłami światła o silnym polu w paśmie terahercowym i zapewnia doskonałe źródło światła napędowego do modulacji właściwości fizycznych terahercowych o silnym polu.
Prace te były wspierane przez Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych (NSFC), Program Rozwoju Instrumentacji Chińskiej Akademii Nauk (CAS), Program wprowadzania talentów CAS oraz Program stabilnego wsparcia dla młodych zespołów w badaniach podstawowych CAS .

Generacja i charakterystyka fal terahercowych silnego pola. a) przebieg w dziedzinie czasu w dziedzinie czasu terahercowego; b) widmo terahercowe; c) zależność energii terahercowej i sprawności konwersji od gęstości mocy pompy.