Shanxay optika va nozik mashinalar instituti (SIPM) Yb lazeriga asoslangan yangi Terahertz manbasini tadqiq qilishda muvaffaqiyatga erishdi.

Yaqinda Xitoy Fanlar akademiyasi (CAS) Shanxay Optik Aniqlik va Mexanik Tadqiqotlar Institutining (SIPMR) Kuchli maydon lazer fizikasi Davlat asosiy laboratoriyasi Yb lazer pompasi asosida kuchli maydonli teragerts to'lqinlarini yaratishda yangi yutuqlarga erishdi. organik kristallar. Tegishli tadqiqot natijalari Applied Physics jurnalida "1030nm Yb-lazer bilan pompalanadigan DSTMS kristalidan samarali kuchli maydon THz avlodi" sarlavhasi ostida nashr etildi. Amaliy fizika xatlarida chop etilgan.
ZnTe va LiNbO3 kabi noorganik kristallar bilan taqqoslaganda, DAST va DSTMS kabi organik kristallar yuqori chiziqli koeffitsientlarga ega va terahertz diapazonidagi yutilish koeffitsientlari past. Oldingi tadqiqotlarda 1200 dan 1700 nm gacha bo'lgan to'lqin uzunligi bo'lgan infraqizil ultraqisqa impulsli lazer odatda fazalarni yaxshiroq moslashtirish va yuqori terahertz konversiya samaradorligiga erishish uchun organik kristallarni pompalash uchun ishlatilgan. Shu bilan birga, ushbu to'lqin uzunligi diapazonida yuqori energiyali ultraqisqa lazer impulslarini olish OP(CP)A kabi usullardan foydalangan holda chastota konvertatsiyasini talab qiladi, bu nafaqat energiya konvertatsiya qilish samaradorligini va tizim barqarorligini sezilarli darajada kamaytiradi, balki uskunaning narxini va murakkabligini yaxshilaydi. So'nggi yillarda ultrafast Yb lazerlari ilmiy tadqiqot hamjamiyati va sanoat tomonidan arzon narxlardagi, yuqori quvvat va miniatyuradagi afzalliklari uchun ta'kidlangan. Yb lazer yordamida kristallni to'g'ridan-to'g'ri boshqaradigan terahertz to'lqinlarining paydo bo'lishi integratsiyalangan terahertz manbasini ishlab chiqish g'oyasini beradi va tegishli ilmiy tadqiqot va qo'llash sohalarini rivojlantirish uchun imkoniyat yaratadi.
Ushbu tadqiqot ultraqisqa pulsli lazer yordamida organik kristalli foto rektifikatsiyani pompalash orqali terahertz to'lqinlarini hosil qilish uchun fazalarni moslashtirish shartlarini tavsiflaydi va terahertz chastotasi, kogerentlik uzunligi va boshqalarning nasos lazeriga bog'liqligini tahlil qiladi. Tadqiqot guruhi kuchli teragerts hosil qilish uchun Yb lazerli organik kristall DSTMS dan foydalangan. Terahertz diapazoni fazalarini moslashtirishni loyihalash va nasos lazer pulslarining kengligi va quvvat zichligini optimallashtirish orqali jamoa bir puls energiyasi 0.4 mkJ va maksimal maydon kuchi 236 kV/sm bo'lgan kuchli maydonli teragerts to'lqinini oldi, spektri 0.1-6 THs ni qamrab olgan va lazer-teraherts toʻlqinining energiyani aylantirish samaradorligi 0.22% ga yetgan. Yuqoridagi tajribalar Yb lazer bilan pompalanadigan organik kristallarning milliy vatt darajasidagi yuqori quvvatli kuchli maydonli terahertz to'lqinlarini ishlab chiqarish imkoniyatini tasdiqladi, bu esa ilmiy tadqiqotlar va tegishli sohalarda qo'llashni targ'ib qilish uchun yangi integratsiyalangan terahertz yorug'lik manbai yechimini ta'minlaydi.
Ushbu ish Xitoyning Milliy asosiy tadqiqot va rivojlanish dasturi, Xitoyning tabiiy fanlar milliy jamg'armasi va Xitoy Fanlar akademiyasining asboblarni ishlab chiqish dasturi tomonidan qo'llab-quvvatlandi.

Shakl 1. Kuchli maydonli teragerts to'lqinlarining hosil bo'lishi va tavsifi (a) eksperimental optik yo'l; (b) terahertz vaqt domenining to'lqin shakllari va spektrlari (qo'shimchada terahertz fokus nuqtasi ko'rsatilgan).

2-rasm. Lazer-teragerts to'lqin fazalarining mos kelishi (a) infraqizil va teragerts diapazonlarida DSTMS kristallarining sinishi ko'rsatkichlari; (b) teragerts chastotasi, kogerentlik uzunligi va boshqalarning nasos lazerining to'lqin uzunligiga bog'liqligi; (c) 1030 nm nasos lazerining to'lqin uzunligida terahertz kogerent uzunligi; va (d) infraqizil va teragerts diapazonlarida DSTMS kristallarining yutilish xususiyatlari.