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[IEEE 2019欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于超快镱薄膜盘激光振荡器驱动的0.33毫瓦高功率宽带太赫兹源
摘要： 太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）是表征材料特性和研究复杂分子系统动力学的重要工具。由于宽带太赫兹辐射通常依赖亚100飞秒激光脉冲，目前多数系统采用钛宝石激光器驱动。近年来，学界正着力用功率可扩展的镱基直接二极管泵浦固态激光器（DPSSLs）替代钛宝石系统。超快DPSSLs能以更低复杂度和更高效率产生更高平均功率，但其在大功率宽带太赫兹应用中的潜力尚未充分发掘。本研究展示了TDL振荡器驱动系统在大功率宽带太赫兹辐射生成方面的巨大潜力。凭借TDL技术的功率可扩展性，我们预计不久将实现兆赫兹重复频率、数毫瓦平均功率的宽带太赫兹光源。
关键词： 太赫兹时域光谱技术、薄盘激光振荡器、宽带太赫兹产生、基于镱的激光器
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 利用亚微米铌酸锂平板波导产生宽带太赫兹切伦科夫辐射
摘要： 太赫兹（THz）辐射在安全、医疗、通信及消费应用领域具有关键作用。由于铌酸锂（LiNbO3）在此波段具有高非线性系数（d33=180 pm/V [1]），常被用于太赫兹产生。通过将该材料集成于波导结构[2,3]，其产生效率获得显著提升——波导能使泵浦脉冲在毫米级甚至更长距离内保持约束状态。现有太赫兹产生研究采用的波导横向芯层尺寸均大于数微米，但当波导芯层相对于泵浦波长及产生的太赫兹波长均为亚波长时，会产生另一优势：大幅拓宽太赫兹带宽。 本研究报道了一种亚波长SiO2-LiNbO3-SiO2平板波导，能产生宽带太赫兹辐射并以切伦科夫波形式发射。所研究的LiNbO3平板波导横向芯层尺寸为720 nm×4 mm，长度100 μm，采用脉宽50 fs、中心波长780 nm的电场脉冲激发。图1(a)显示产生的太赫兹电场脉冲持续时间<1 ps；图1(b)功率谱显示其中心频率6.9 THz，半高全宽带宽2.1 THz。值得注意的是，LiNbO3在7.6 THz处存在强声子共振[4]，但由于太赫兹辐射以切伦科夫波形式发射，在传播远小于波长的距离后即可脱离亚波长LiNbO3芯层，这一特性显著降低了强声子共振的高损耗，使得辐射可直接在该声子共振频率产生。因此，LiNbO3芯层的亚波长特性大幅提升了太赫兹辐射带宽。图1数据通过时域有限差分模拟获得，其实验验证工作正在进行——实验中将采用长度1 cm的LiNbO3平板波导及最高200 nJ能量的激发脉冲。
关键词： 宽带太赫兹产生、太赫兹辐射、铌酸锂、切伦科夫波、亚波长波导
更新于2025-09-12 10:27:22