【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點實驗室在基于有機(jī)晶體的強(qiáng)場太赫茲光源研究中取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Generation and characterization of intense terahertz pulses from DSTMS crystal”為題發(fā)表在Optics Express。
 

　　太赫茲波因為其獨特的頻率和時間特性，在基礎(chǔ)科學(xué)研究，以及信息、國防等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要價值。當(dāng)太赫茲場強(qiáng)達(dá)到MV/cm量級，可以實現(xiàn)對材料物性的超快調(diào)控，包括調(diào)控電子、聲子、自旋等基礎(chǔ)物性，誘導(dǎo)材料相變等。長期以來，強(qiáng)場太赫茲波的產(chǎn)生技術(shù)匱乏是限制其廣泛應(yīng)用的主要因素。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，超短脈沖激光驅(qū)動晶體中的光整流效應(yīng)，為強(qiáng)場太赫茲波的產(chǎn)生提供了可靠方案。
 

　　在該工作中，研究人員基于上海光機(jī)所新一代超強(qiáng)超短脈沖激光綜合實驗裝置，利用高能紅外激光驅(qū)動有機(jī)晶體DSTMS發(fā)生光整流效應(yīng)，通過優(yōu)化相位匹配條件，獲得單脈沖能量175μJ、峰值場強(qiáng)17MV/cm的強(qiáng)場太赫茲波，能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到2%，頻譜覆蓋0.1-4.5THz。研究人員通過電光采樣、頻譜分析等手段，對太赫茲波的時域、頻域、泵浦功率密度依賴等特性進(jìn)行了系統(tǒng)分析。該工作推動了太赫茲波段的強(qiáng)場光源研究，為強(qiáng)場太赫茲物性調(diào)控提供了優(yōu)異的驅(qū)動光源。
 

　　該工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院儀器設(shè)備研制項目、中國科學(xué)院人才引進(jìn)計劃、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊等項目支持。
 

　　圖1 強(qiáng)場太赫茲波的產(chǎn)生和表征。(a)太赫茲時域波形；(b)太赫茲頻譜；(c)太赫茲能量和轉(zhuǎn)化效率與泵浦功率密度的依賴關(guān)系。