利用空气来探测脉冲太赫兹波.pdfVIP

研究快讯 利用空气来探测脉冲太赫兹波 戴建明　　谢 　旭 　　张希成 (美国伦斯勒理工学院太赫兹研究中心　纽约州特洛伊 　12 180) 摘 　要 　　曾有报道利用飞秒激光脉冲通过空气中的三阶光学非线性过程产生高强度的太赫兹波. 理论上 , 作为太 赫兹波产生的逆过程 , 有可能实现用空气作为介质探测脉冲太赫兹波. 作者以空气或激光诱导的空气等离子体作为 介质 , 通过测量太赫兹波场诱导产生的二次谐波信号 , 首次实现了宽带太赫兹波的时间分辨探测. 本文介绍了空气 中太赫兹波的非相干和相干探测的实验结果和理论分析. 迄今为止 , 这种具有突破意义的太赫兹波空气电离相干探 测法 ( THzABCD ) 的频谱宽度可以超过 8 THz, 实现动态范围可达 30 dB. 关键词 　　太赫兹波 , 空气 /空气等离子体 , 三阶非线性光学过程 , 相干探测 , 本地振荡器 Sen sing pulsed THz waves w ith am b ien t a ir DA I J ianM ing　　X IE　Xu　　ZHAN G X. - C. ( Cen ter f or Terahertz R esea rch, R ensselaer P oly techn ic Institu te, Troy, N Y 12 180, USA) Ab stract　　U sing air w ith fem to second la ser beam s to generate pu lsed THz wave s through th ird - order non linear op tical p roce sses has already been demon strated. A s its recip rocal p roce ss, in theory, it shou ld be po ssib le to u se air as the sen sor to detect pu lsed THz wave s. W e report the first demon stration of tim e - resolved detection of broadband THz wave s by m ea suring the THz field - induced second - harmon ic signal in amb ient air and / or ion ized air ( la ser - induced air p lasm a) . Exp erim ental resu lts and a theoretical analysis of incoherent and coherent detection are p re sented. A sp ectro scop ic bandw idth of over 8 THz was ob served for the air - breakdown coherent - detection system. The h ighe st dynam ic range demon strated w ith an air sen sor wa s 30 dB. Keywords　　THz waves, amb ient air / air p la sm a, th ird - order non linear op tical p roce sses, coherent detection , local o scillator 生和探测宽带太赫兹波 [ 9