Лазерный мир

Анцыгин В.Д., Мамрашев А.А., Николаев Н.А., Потатуркин О.И. // Всероссийская конференция по фотонике и нформационной оптике Сборник научных трудов. 2012, с: 15-14

Разработаны и созданы широкополосные терагерцовые спектрометры с накачкой излучением фемтосекундных волоконных лазеров. Рассмотрены механизмы генерации импульсного терагерцового излучения в полупроводниках A3B5 на длинах волн 775 нм и 1550 нм. Проведено экспериментальное исследование эффективности преобразования лазерного излучения в терагерцовое в полупроводниках InSb, InAs, GaAs и ZnTe. Измерены свойства ряда нелинейно-оптических материалов в терагерцовой области спектра.
Разработаны и созданы широкополосные терагерцовые спектрометры с накачкой излучением фемтосекундных волоконных лазеров. Рассмотрены механизмы генерации импульсного терагерцового излучения в полупроводниках A3B5 на длинах волн 775 нм и 1550 нм. Проведено экспериментальное исследование эффективности преобразования лазерного излучения в терагерцовое в полупроводниках InSb, InAs, GaAs и ZnTe. Измерены свойства ряда нелинейно-оптических материалов в терагерцовой области спектра.
Терагерцовое (ТГц) излучение находит все более широкое применение для исследования наноматериалов и наноструктур без нарушения их функционирования [1], неинвазивной диагностики биологических объектов на уровне тканей, клеток, органелл и органических молекул [2].
Необходимым условием распространения методов терагерцовой диагностики является создание широкополосных спектрометров с высокой эффективностью генерации и регистрации ТГц излучения, например, за счет преобразования лазерных импульсов. При этом генерация осуществляется посредством создания импульсного тока или нестационарной поляризации в полупроводниках под действием излучения первой (1550 нм) и второй (775 нм) гармоник фемтосекундного волоконного лазера, а регистрация напряженности терагерцового поля осуществляется поляризационно-оптическим методом в нелинейных кристаллах GaAs (1550 нм) и ZnTe (775 нм).
Для улучшения характеристик спектрометра исследовано взаимодействие фемтосекундных лазерных импульсов с полупроводниками A3B5 [3]. Выполнены экспериментальные исследования генерационных свойств полупроводниковых материалов InAs, InSb с различными типами и концентрациями носителей при накачке на длине волны 1550 нм. Установлено, что наибольшей эффективностью генерации импульсного терагерцового излучения обладает InSb p-типа (рис. 1), приложение магнитного поля ~1 Тл к которому увеличивает мощность ТГц излучения в ~180 раз. Показано, что перспективно использовать p-InAs в качестве генератора терагерцового излучения при повышении плотности мощности накачки, в том числе с помощью волоконных усилителей.

Экспериментально показано преимущество генерации терагерцового излучения на поверхности полупроводниковых кристаллов (по сравнению с методом оптического выпрямления в кристалле ZnTe) при их облучении лазерными импульсами на длине волны 775 нм. Проведено сравнение эффективности генерации терагерцового излучения в полупроводниках GaAs, InAs и InSb [4]. Установлено, что при данных параметрах лазерного излучения наиболее эффективно использовать InAs, для которого оценен вклад фотоэффекта Дембера и оптического выпрямления в генерацию терагерцового излучения. Экспериментально исследованы свойства нелинейно-оптических кристаллов боратов лития и бария.

Полное содержание статьи: http://fioconf.mephi.ru/files/2014/07/FIO2012-Sbornik.pdf