Генерация нелинейного и экстремального оптического излучения
Генерация THz-излучения
Терагерцовое излучение широко применяется для исследования динамики коллективных движений в твёрдых телах и жидкостях, а также для визуализации оптически непрозрачных образцов.
Описание
Для чего генерируют THz-излучение
Генерация электромагнитного излучения терагерцового (THz) диапазона широко применяется для исследования динамики коллективных движений в твёрдых телах и жидкостях, а также для визуализации оптически непрозрачных образцов в диапазоне частот THz. Последнее применение привлекает значительное внимание в сфере безопасности и обороны.
Оптическое выпрямление
Фемтосекундные лазеры идеально подходят для получения импульсов в диапазоне 1–30 THz с требуемой спектральной шириной и длительностью при значительной энергии. Существует несколько лазерных методов генерации THz-излучения; один из наиболее распространённых — оптическое выпрямление. Этот нелинейный оптический процесс второго порядка представляет собой частный случай генерации разностной частоты (DFG). Его можно описать как внутриимпульсную DFG: спектральные компоненты лазерного импульса с различными угловыми частотами смешиваются в нелинейном кристалле и формируют новую спектральную компоненту в диапазоне THz.
Антенны, поверхности и плазма
Кроме того, импульсы THz можно генерировать лазерным возбуждением фотопроводящей антенны или поверхности полупроводника. Один из наиболее интересных методов — генерация THz-излучения на основе плазмы. Использование воздушной или газовой плазмы для генерации THz-излучения особенно выгодно: в отличие от нелинейных кристаллов и других объёмных материалов, газы не имеют порога повреждения и непрерывно обновляются, поэтому их можно накачивать при чрезвычайно высокой интенсивности.
Используемые лазеры
Для этих задач применяются фемтосекундные лазеры CARBIDE и PHAROS. Их выходные импульсы можно сжать до длительности менее 10 fs, что обеспечивает эффективную генерацию THz-излучения.
