【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室在基于有機晶體的強場太赫茲光源研究中取得進展。相關研究成果以“Generation and characterization of intense terahertz pulses from DSTMS crystal”為題發表在Optics Express。
太赫茲波因為其獨特的頻率和時間特性，在基礎科學研究，以及信息、國防等應用領域具有重要價值。當太赫茲場強達到MV/cm量級，可以實現對材料物性的超快調控，包括調控電子、聲子、自旋等基礎物性，誘導材料相變等。長期以來，強場太赫茲波的產生技術匱乏是限制其廣泛應用的主要因素。隨著激光技術的發展，超短脈沖激光驅動晶體中的光整流效應，為強場太赫茲波的產生提供了可靠方案。
在該工作中，研究人員基于上海光機所新一代超強超短脈沖激光綜合實驗裝置，利用高能紅外激光驅動有機晶體DSTMS發生光整流效應，通過優化相位匹配條件，獲得單脈沖能量175μJ、峰值場強17MV/cm的強場太赫茲波，能量轉化效率達到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行了系統分析。該工作推動了太赫茲波段的強場光源研究，為強場太赫茲物性調控提供了優異的驅動光源。
該工作得到國家自然科學基金、中國科學院儀器設備研制項目、中國科學院人才引進計劃、中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊等項目支持。
圖1 強場太赫茲波的產生和表征。(a)太赫茲時域波形；(b)太赫茲頻譜；(c)太赫茲能量和轉化效率與泵浦功率密度的依賴關系。
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