Das Shanghai Institute of Optics And Precision Machinery (SIPM) macht Fortschritte bei der Forschung zu Starkfeld-Terahertz-Lichtquellen auf Basis organischer Kristalle

Kürzlich hat das State Key Laboratory of Intense-Field Laser Physics (SGLIPM) des Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) Fortschritte bei der Erforschung von Intensivfeld-Terahertz-Lichtquellen basierend auf gemacht organische Kristalle. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden in Optics Express unter dem Titel „Generierung und Charakterisierung intensiver Terahertz-Pulse aus DSTMS-Kristallen“ veröffentlicht.
Terahertz-Wellen sind aufgrund ihrer einzigartigen Frequenz- und Zeiteigenschaften sowohl in der wissenschaftlichen Grundlagenforschung als auch in Informations- und anderen Anwendungen wertvoll. Wenn die Terahertz-Feldstärke die Größenordnung von MV/cm erreicht, kann eine ultraschnelle Modulation von Materialeigenschaften realisiert werden, einschließlich der Modulation grundlegender Eigenschaften wie Elektronen, Phononen, Spins usw. sowie der Induktion von Phasenübergängen in Materialien. Lange Zeit war das Fehlen einer Technologie zur Erzeugung starker Terahertzwellen der Hauptfaktor, der ihre breite Anwendung einschränkte. Mit der Entwicklung der Lasertechnologie bietet der optische Gleichrichtungseffekt in ultrakurzpulslasergetriebenen Kristallen eine zuverlässige Lösung für die Erzeugung von Terahertzwellen mit starkem Feld.
Basierend auf der neuen Generation integrierter experimenteller Geräte für ultraintensive Ultrakurzpulslaser des Shanghai Institute of Optics and Mechanics (SIOME) nutzt die Arbeit einen hochenergetischen Infrarotlaser, um den optischen Gleichrichtungseffekt in organischem Kristall-DSTMS voranzutreiben, und erzielt starke Feld-Terahertz-Welle mit Einzelimpulsenergie von 175 μJ und Spitzenfeldstärke von 17 MV/cm durch Optimierung der Phasenanpassungsbedingungen, mit einem Energieumwandlungswirkungsgrad von 2 Prozent und einem Frequenzspektrum von 0.{{ 9}}.5 THz. Die Forscher nutzten elektrooptische Abtastung, Spektralanalyse und andere Mittel, um die Eigenschaften von Terahertzwellen im Zeitbereich, Frequenzbereich und in Abhängigkeit von der Pumpleistungsdichte systematisch zu analysieren. Diese Arbeit fördert die Erforschung von Starkfeld-Lichtquellen im Terahertz-Band und stellt eine hervorragende Antriebslichtquelle für die Modulation der physikalischen Eigenschaften von Starkfeld-Terahertz bereit.
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (NSFC), dem Instrumentation Development Program der Chinese Academy of Sciences (CAS), dem Talent Introduction Program von CAS und dem Stable Support Program for Young Teams in Basic Research von CAS unterstützt .

Erzeugung und Charakterisierung von Starkfeld-Terahertzwellen. (a) Terahertz-Zeitbereichswellenform; (b) Terahertz-Spektrum; (c) Abhängigkeit der Terahertz-Energie und der Umwandlungseffizienz von der Pumpleistungsdichte.