研究目的
开发一种新型太赫兹源,能够产生具有可调谐椭圆偏振的强单周期脉冲,以解决高场太赫兹应用中控制偏振态的挑战。
研究成果
该研究成功展示了通过ILAPCA中的相位掩模诱导时延,产生高达70 kV/cm电场强度且偏振可从线性调谐至准圆偏振的强太赫兹脉冲。由于脉冲共线重叠,该光源适用于非线性应用,并解决了太赫兹光子学中(尤其是亚周期现象)的偏振控制需求。
研究不足
偏振态可调,但仅存在于亚周期时间尺度内,限制了其持续时间。使用准半周期脉冲可能影响偏振质量;改用带有二元相位掩模的准单周期脉冲可改善这一情况。所施加的偏置场限制在28 kV/cm,而更高场强虽能增强太赫兹强度,但本研究未予采用。
1:实验设计与方法选择:
实验采用具有垂直和水平电极的交叉大孔径光电导天线(ILAPCA)产生交叉偏振太赫兹脉冲。通过相位掩模(石英窗)引入偏振间时间延迟,实现可调谐椭圆偏振。
2:样品选择与数据来源:
ILAPCA采用光刻工艺在多晶ZnSe衬底上制备,使用Au/Cr电极。通过不同厚度(0.12、0.2、0.25、1毫米)的延迟掩模调节时间延迟。
3:1毫米)的延迟掩模调节时间延迟。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括400纳米泵浦激光器、用于太赫兹辐射聚焦准直的离轴抛物面镜、偏振滤波线栅偏振器、电光检测GaP晶体及光电二极管测量仪。材料包含ZnSe衬底、Au/Cr电极、石英掩模。
4:实验流程与操作步骤:
以15毫焦能量400纳米激光束泵浦ILAPCA并施加28千伏/厘米偏压,产生太赫兹脉冲后经聚焦并通过电光技术进行偏振分析检测。测试不同掩模厚度以改变时间延迟和偏振态。
5:数据分析方法:
测量太赫兹电场时域波形,基于P偏振与S偏振分量间的投影关系和时间延迟,采用标准电光检测方法分析偏振态。
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off-axis parabolic mirror
3 inch diameter, 2 inch focal length
Focusing and collimating THz radiation
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off-axis parabolic mirror
4 inch diameter, 4 inch focal length
Focusing THz beam onto GaP crystal
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wire grid polarizer
4 inch diameter
Filtering out other polarization components during THz field measurement
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GaP crystal
300 μm (110)
Used in electro-optic detection for THz wave detection
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photodiode
Used in electro-optic measurement for detecting THz electric field modulation
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