Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (11.2022) : Формирование пространственно-частотной модуляции в терагерцовом импульсе при его генерации в кристалле арсенида индия

Формирование пространственно-частотной модуляции в терагерцовом импульсе при его генерации в кристалле арсенида индия

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-11-17-23

УДК 535-14

 

Александра Олеговна Набилкова1*, Егор Николаевич Опарин2, Владимир Сергеевич Шумигай3, Максим Владимирович Мельник4, Антон Николаевич Цыпкин5

Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия

1aonabilkova@itmo.ru      https://orcid.org/0000-0001-5699-2211

2en_oparin@itmo.ru         https://orcid.org/0000-0002-4009-7594

3vshumigay@itmo.ru        https://orcid.org/0000-0001-8597-1196

4mmelnik@itmo.ru https://orcid.org/0000-0002-0796-0659

5tsypkinan@itmo.ru          https://orcid.org/0000-0002-9254-1116

Аннотация

Предмет исследования. Пространственно-частотная модуляция терагерцового поля при генерации в кристалле. Цель работы. Теоретическое и экспериментальное изучение эффекта пространственно-частотной модуляции полутора- и многопериодных импульсов терагерцового спектрального диапазона. Метод. Измерение методом спектроскопии с разрешением во времени пространственного распределения спектра терагерцового поля. Моделирование процесса распространения излучения в воздухе полутора- и многопериодных импульсов с использованием метода углового спектра. Основные результаты. Теоретически и экспериментально продемонстрированы особенности пространственной локализации широкополосного терагерцового излучения в ходе его генерации. Выявлена характерная для малопериодных импульсов пространственно-частотная модуляция, заключающаяся в распространении высоких частот ближе к оси пучка, а низких — дальше от нее. Данный эффект наблюдается только для импульсов из малого числа колебаний поля. Распространение же многопериодных импульсов не сопровождается подобной модуляцией. Практическая значимость. Учет данного эффекта необходим в ходе проведения экспериментов, чувствительных к пространственному распределению поля терагерцового излучения. К таким приложениям можно отнести терагерцовую визуализацию, терагерцовую голографию, а также разработку коммерческих и лабораторных источников терагерцового излучения.

Ключевые слова: терагерцовое излучение, генерация терагерцового излучения, фотоэффект Дембера, дифракция излучения, пространственно-частотная модуляция

Благодарность: работа выполнена при финансовой поддержке РНФ в рамках гранта МНК-NSFC (2022).

Ссылка для цитирования: Набилкова А.О., Опарин Е.Н., Шумигай В.С., Мельник М.В., Цыпкин А.Н. Формирование пространственно-частотной модуляции в терагерцовом импульсе при его генерации в кристалле арсенида индия// Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 11. С. 17–23. DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-11-17-23

Коды OCIS: 050.1590, 040.2235

 

Список источников 

1.    Glagolewa-Arkadiewa A. Short electromagnetic waves of wavelength up to 82 microns [2] // Nature. 1924. V. 113. № 2844. P. 640. DOI: 10.1038/113640a0

2.   Zhang X.C., Shkurinov A., Zhang Y. Extreme terahertz science // Nature Photonics. 2017. V. 11. № 1. P. 16–18. DOI: 10.1038/nphoton.2016.249

3.   Kozlov S.A., Drozdov A.A., Choudhary S., Kniazev M.A., Boyd R.W. Suppression of self-focusing for few-cycle pulses // JOSA B. 2019. V. 36. № 10. P. G68–G77. DOI: 10.1364/josab.36.000g68

4.   Novelli F., Ruiz Pestana L., Bennett K.C., Sebastiani F., Adams E.M., Stavrias N., Ockelmann T., Colchero A., Hoberg C., Schwaab G., Head-Gordon T., Havenith M. Strong anisotropy in liquid water upon librational excitation using terahertz laser fields // J. Phys. Chem. B. 2020. V. 124. № 24. P. 4989–5001. DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c02448

5.   Tcypkin A., Zhukova M., Melnik M., Vorontsova I., Kulya M., Putilin S., Kozlov S., Choudhary S., Boyd R.W. giant third-order nonlinear response of liquids at terahertz frequencies // Phys. Rev. Appl. 2021. V. 15. № 5. P. 54009–54016. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.15.054009

6.   Liu X., Melnik M., Zhukova M., Oparin E., Rodrigues J.J.P.C., Tcypkin A., Kozlov S. Formation of gigahertz pulse train by chirped terahertz pulses interference // Scientific Reports. 2020. V. 10. № 1. P. 9463. DOI: 10.1038/s41598-020-66437-4

7.    Schwaab G., Sebastiani F., Havenith M. Ion hydration and ion pairing as probed by THz spectroscopy // Angewandte Chemie — International Edition. 2019. V. 58. № 10. P. 1–37. DOI: 10.1002/anie.201805261.

8.   Valušis G., Lisauskas A., Yuan H., Knap W., Roskos H.G. Roadmap of terahertz imaging 2021 // Sensors. 2021. V. 21. № 12. P. 4092. DOI: 10.3390/s21124092

9.   Rønne C., Thrane L., Åstrand P.O., Wallqvist A., Mikkelsen K. V., Keiding S.R. Investigation of the temperature dependence of dielectric relaxation in liquid water by THz reflection spectroscopy and molecular dynamics simulation // J. Chem. Phys. 1997. V. 107. № 14. P. 5319–5331. DOI: 10.1063/1.474242

10. Rasekh P., Saliminabi M., Yildirim M., Boyd R.W., Ménard J.-M., Dolgaleva K. Propagation of broadband THz pulses: Effects of dispersion, diffraction and time-varying nonlinear refraction // Opt. Exp. 2020. V. 28. № 3. P. 3237–3248. DOI: 10.1364/oe.381150

11.  Xu Y., Fang X., Fan S., Zhang L., Yan R., Chen X. Double Gaussian mixture model-based terahertz wave dispersion compensation method using convex optimization technique // Mechanical Systems and Signal Proc. 2022. V. 164. P. 108223. DOI: 10.1016/j.ymssp.2021.108223

12.  Nahata A., Heinz T.F. Reshaping of freely propagating terahertz pulses by diffraction // IEEE J. Selected Topics in Quantum Electronics. 1996. V. 2. № 3. P. 701–708. DOI: 10.1109/2944.571770

13.  Bromage J., Radic S., Agrawal G.P., Stroud C.R., Fauchet P.M., Sobolewski R. Spatiotemporal shaping of terahertz pulses // Optics and Photonics News. 1997. V. 8. № 12.  P. 47–48. DOI: 10.1364/opn.8.12.000047

14.  Hine G.A., Doleans M. Intrinsic spatial chirp of subcycle terahertz pulsed beams // Phys. Rev. A. 2021. V. 104. № 3. P. 032229. DOI: 10.1103/PhysRevA.104.032229

15.  Keller U. Linear pulse propagation. In: Ultrafast Lasers. Springer Nature Switzerland AG. Part of Springer Nature. 2021. DOI: 10.1007/978-3-030-82532-4_2

16.       Nevinskas I., Vizbaras K., Trinkūnas A., Butkutė R., Krotkus A. Terahertz pulse generation from (111)-cut InSb and InAs crystals when illuminated by 155-µm femtosecond laser pulses // Opt. Lett. 2017. V. 42. № 13. P. 2615–2618. DOI: 10.1364/ol.42.002615