Low-frequency Phonon at Perovskite Oxide Interface Studied by Surface-specific Nonlinear Terahertz Spectroscopy
低频集体激发在许多新的涌现现象中起着至关重要的作用，它通常发生在太赫兹或多太赫兹波段。尽管大量的研究，这种激励在接口的检测仍然具有挑战性，由于缺乏可行的实验技术。在这里，我们表明，界面的低频模式可以使用表面特定的非线性太赫兹光谱。该技术采用脉冲内差频混频（DFM）技术，可以将二阶光谱扩展到太赫兹范围。作为示范，SrTiO 3（001）在2.8 THz的表面声子被成功地测量。这种表面极化起源于界面处的氧空位或电荷转移的过量。我们还开发了一个分析程序，用于在实际环境中的复杂氧化物的界面电位的远程测量。我们的方法提供了新的机会，在广泛的学科接口的低频激发的原位研究。
2022-07-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Excitation-Dependent Features and Artifacts in 2-D Terahertz Spectroscopy
本文以ZnTe为模型系统研究二维太赫兹光谱中非常规光谱特征的普遍起源，并揭示共线实验中电光采样可能引入的虚假整流和二次谐波伪影。
2024-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unifying Measurement Schemes in 2-D Terahertz Spectroscopy
针对二维太赫兹光谱两种测量方案并存导致的文献混乱，本文比较常规方案与替代方案，论证常规方案能避免非线性重叠并促进光谱物理解释，应作为优先选择。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Broadband Magnetic-Manipulated Spintronic Terahertz Emitter with Arbitrarily Tunable Polarizations
太赫兹波偏振态的灵活控制对于太赫兹应用，特别是下一代片上功能太赫兹源的实现具有重要意义。然而，现有的太赫兹辐射源不能满足这种需求，因此需要新的机制和概念上的新的太赫兹源。在这里，我们展示了一个磁场控制，高效率，低成本，和宽带太赫兹源与灵活的开关太赫兹偏振态的铁磁异质结构驱动的飞秒激光脉冲。我们验证了所产生的椭圆太赫兹波的手征性，方位角和椭圆率可以独立地操纵通过巧妙地工程的外部施加的磁场通过有效地操纵光致自旋电流。这种基于超快光磁相互作用的、磁场控制的、宽带可调谐的、集成了太赫兹偏振可调谐功能的固态太赫兹源不仅能够揭示飞秒自旋动力学的物理机制，而且证明了实现新型片上太赫兹功能器件的可行性，推动了控制基本分子旋转、声子振动、自旋进动、高速太赫兹通信以及加速超快太赫兹光自旋电子学的发展。
2018-09-27 physics.optics
Enhanced spatial resolution of Terahertz spectroscopy via semiconductor photoexcitation
我们利用半导体材料的光激发作为宽带太赫兹场的“反射率开关”。我们表明，明智地使用这种开关，使时间表征的太赫兹场的空间分辨率显着超过太赫兹的衍射极限，并提供了理想的手段，时空太赫兹光谱。
2020-06-20 physics.app-ph physics.optics
Triggerless data acquisition in asynchronous optical-sampling terahertz time-domain spectroscopy based on dual-comb system
利用两个重复频率略有不同的锁相光学频率梳，在不使用任何触发信号或光延迟线的情况下，实现了异步光采样太赫兹时域光谱（ASOPS THz-TDS）.由于重复频率的严格稳定性，可以以无干扰的方式积累48分钟以上的数据而不会降低信号。在730 s后，测量的太赫兹信号的分数频率稳定性被评估为$\sim$ 8.0 $\times$ 10 $^{- 17}$。通过将两个频率梳锁相到频率标准来确保所获得的太赫兹频谱的频率精度。为了阐明我们的系统的性能，我们表征了水蒸气在0.557 THz附近的吸收线。测量的中心频率和线宽与HITRAN数据库预测值的良好一致性验证了我们的ASOPS THz-TDS系统用于精确测量的适用性。
2022-08-01 physics.ins-det physics.optics
Ultra-high precision comb-locked terahertz frequency-domain spectroscopy of whispering-gallery modes
本文提出基于光梳锁定频率合成器的太赫兹频域光谱仪，实现5秒内覆盖>36GHz、分辨率优于20kHz的超高精度回音壁模式测量，并首次观察到不同模式族的微小红移与蓝移。
2024-05-10 physics.ins-det physics.optics
Time-Domain Terahertz Spectroscopy in High Magnetic Fields
在凝聚态物质中有各种各样的太赫兹频率的基本和集体激发，其磁场依赖性包含对所涉及的电子的状态和动力学的重要洞察。通常情况下，确定频率，温度和磁场的光学电导率张量的依赖性，特别是在高磁场，可以澄清复杂的固体多体行为背后的微观物理。虽然有先进的太赫兹光谱技术以及高磁场生成技术可用，但两者的组合仅在相对最近才实现。本文综述了强磁场中太赫兹时域光谱实验的现状。我们首先概述了时域太赫兹探测方案，特别关注它们是如何被纳入光学可访问的高场磁体。讨论了不同类型磁体在太赫兹时域光谱实验中的优缺点。最后，我们强调了一些新的迷人的物理现象，已揭示了太赫兹时域光谱在高磁场。
2021-02-15 physics.optics
Comb-mode-resolved adaptive sampling terahertz dual-comb spectroscopy with a free-running single-cavity fiber laser
模式分辨双梳光谱（DCS）是一种新兴的光谱学工具，具有在太赫兹（THz）光谱学中同时实现宽光谱覆盖和高光谱分辨率的潜力。然而，需要两个独立稳定的超快激光器显着阻碍DCS技术的潜在应用。在这篇文章中，我们展示了模式分辨DCS在太赫兹区域的基础上自由运行的单腔双梳状光纤激光器与自适应采样。采用梳状模式分辨测量方法，测量了乙腈气体的低压光谱，其吸收特征接近多普勒极限，光谱采样间隔为48.8 MHz，光谱分辨率小于5 MHz，信噪比约为50 dB。所提出的方法的成功演示清楚地表明了实现低复杂性，MHz分辨率太赫兹光谱仪器的巨大潜力。
2019-08-03 physics.ins-det physics.optics
Statistical models for averaging of the pump-probe time traces: example of denoising in terahertz time domain spectroscopy
在本文中，我们首先讨论典型泵-探测系统中的主要噪声类型，然后重点讨论太赫兹时域光谱（THz-TDS）装置。然后，我们介绍了四个统计模型，在这样的系统中获得的噪声脉冲，并详细介绍了严格的数学算法去噪这样的痕迹，找到适当的平均值和消除各种类型的实验噪声。最后，我们进行了比较分析的性能，优势和局限性的算法进行测试，使用一个特定的THz-TDS系统在我们的实验室收集的实验数据。我们的结论是，使用先进的统计模型跟踪平均结果的拟合误差显着小于当只使用一个简单的统计平均值。
2017-11-09 physics.ins-det physics.optics
Sparse Optimization of Two-Dimensional Terahertz Spectroscopy
本文应用稀疏指数模式分析（SEMA）技术于铜氧化物超导体的二维太赫兹光谱，以低至10%采样率重建不对称光子回波线形，验证了压缩感知可加速2DTS及多维光谱学。
2024-09-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A Reflective Metasurface for High-Efficiency Terahertz Cross-Polarization Conversion
University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）
该研究提出一种基于双环铝谐振器的反射式太赫兹超表面，经仿真优化和实验验证，在两个谐振频率下实现超87%的极化转换比，可用于高效太赫兹交叉极化转换。
2026-08-17 physics.optics
Fiber-coupled Antennas for Ultrafast Coherent Terahertz Spectroscopy in Low Temperatures and High Magnetic Fields
为了测量相关电子材料在低温和高磁场下的高频复电导率，介绍了一种直接在现有直流和脉冲磁体的低温孔中进行相干时域太赫兹光谱的方法。微型光纤耦合太赫兹发射器和接收器的构造和证明工作低至1.5开尔文和高达17特斯拉，最终用于高场磁体。在热循环过程中保持光纤和天线之间的亚微米对准，在长光纤末端获得超快（${<200}$ ~fs）光选通脉冲，以及设计与低功率光选通脉冲良好工作的高效器件构成了该项目的主要技术挑战。给出了YBCO超导薄膜和高迁移率二维电子气的实验数据。
2002-04-04 physics.ins-det physics.optics
Stratified dispersive model for material characterization using terahertz time-domain spectroscopy
我们提出了一种新的太赫兹材料分析方法，它提供了高度准确的材料参数，可用于工业质量控制。该方法将被检测材料在其环境中局部地视为分层系统，并以逼真的方式描述每层的光-物质相互作用。该方法在时域和频域中说明了两个潜在的领域的太赫兹技术的实施：（涂布）纸张和汽车油漆多层的质量控制，都在潮湿的空气中测量。
2014-07-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electronic Phase Detection with sub-10 fs Timing Jitter for Terahertz Time-Domain Spectroscopy Systems
基于谐振器内部重复率调制的太赫兹时域光谱系统，例如SLAPCOPS [12]和ECOPS [11]，依赖于电子相位检测器，其通常倾向于表现出不可忽略的随机和系统定时误差。这大大限制了记录信息的质量。在这里，我们提出了我们最近的尝试，以减少这些错误在我们自己的电子相位检测系统的结果。从59.0 fs到8.6 fs的超过六倍的时间抖动减少导致可利用的太赫兹带宽和信噪比的显著增加。此外，利用我们的干涉监测延迟线作为校准标准，系统误差几乎可以完全消除，因此，光谱吸收线的优良分辨率可以实现。这些改进将我们基于电子相位检测的多层厚度测量的精度提高了五倍以上，将整体性能推向了亚微米级。
2022-07-20 physics.ins-det physics.optics
Terahertz metamaterials for linear polarization conversion and anomalous refraction
极化是电磁波的基本特性之一，在信号传输和灵敏测量中传递着有价值的信息。用于先进偏振控制的传统方法对材料性能提出了苛刻的要求，并且仅获得有限的性能。在这里，我们展示了基于超材料的超宽带、高效的太赫兹偏振转换器，它能够将线性偏振态旋转成正交偏振态。基于这些结果，我们创建能够实现近乎完美的反常折射的超材料结构。我们的工作为创造高性能光子器件开辟了新的机会，并使新兴的超材料功能应用于技术上困难的太赫兹频率制度。
2013-08-14 physics.optics
Sum-Frequency Signals in 2D-Terahertz-Terahertz-Raman Spectroscopy
我们证明了卤代甲烷的2D-TTR光谱是由沿$f_1$的仪器响应函数（IRF）的复杂结构和沿$f_2$的分子相干性决定的。实验改进有助于提高测量的分辨率和动态范围，包括精确的THz脉冲形状表征。和频激励卷积的IRF被发现定量再现的2D-TTR信号。一个新的减少密度矩阵模型，其中包括和频路径，与线性和谐波算子完全支持这种（重新）解释的二维TTR光谱。
2020-07-16 physics.chem-ph physics.optics
Terahertz imaging and spectroscopy of large-area single-layer graphene
我们使用宽带太赫兹脉冲演示了硅上15 x15-mm^2单层石墨烯薄膜的太赫兹（THz）成像和光谱。太赫兹图像清楚地描绘了硅上石墨烯样品的太赫兹载流子动力学，使我们能够在不制造电极的情况下以亚毫米分辨率测量薄层电导率。太赫兹载流子动力学主要由带内跃迁和太赫兹诱导的电子运动的特点是由一个平坦的光谱响应。基于金属薄膜的菲涅耳系数的理论分析表明，样品的局部薄层电导率在σs = 1.7 × 10 ^-3至2.4 × 10 ^-3 Ω^-1（薄层电阻，ρs = 420 - 590 Ω/sq）之间变化。
2011-01-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Giant Tunable Faraday Effect in a Semiconductor Magneto-plasma for Broadband Terahertz Polarization Optics
我们报告了一个巨大的法拉第效应的电子等离子体中的n-InSb探测通过偏振分辨太赫兹（THz）时域光谱。在几特斯拉的磁场下，在很宽的频率范围（0.3-2.5 THz）内，极化旋转角和椭圆度分别达到π/2和1。实验结果和理论模拟表明，该结构可用于制作圆偏振器、半波片和偏振调制器等宽带可调谐太赫兹偏振光学器件。
2012-06-10 cond-mat.other physics.optics
Robust asynchronous optical sampling terahertz spectroscopy using commercially available free-running lasers
本研究提出使用商用自由运转Ti:Sapphire激光器的ASOPS太赫兹光谱，通过后处理算法校正抖动，实现了82 MHz高分辨率与2.5 THz宽带测量，并验证了60小时以上的长期可靠运行。
2025-01-08 physics.optics
Polarization Effects of Electro-Optic Sampling and Over-Rotation for High Field THz Detection
随着太赫兹场的不断增加，重要的是找到合适的检测技术，而不影响测量的动态范围。电光太赫兹采样技术是一种常用的太赫兹场检测技术，但在高场强下会出现过旋转现象，限制了太赫兹场的检测精度。在这里，我们讨论了一种方法来纠正过度旋转，不限制测量的太赫兹场强度，同时保持低场灵敏度。我们进一步评估了在高太赫兹场的诱导偏振，并显示如何可以通过同时测量四分之一波片前后的偏振来校正过度旋转。
2019-12-12 physics.optics
Ultrafast Electron Temperature Dynamics in Spintronic Terahertz Emitters Studied by Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy
针对自旋电子太赫兹发射器（STEs）受光损伤阈值限制的问题，本文利用光泵浦太赫兹探测光谱在皮秒尺度测量其电子温度动力学，通过双温模型提取动态温度，为改善热管理、研究累积加热效应提供了方法。
2025-08-20 physics.optics
Self-normalizing phase measurement in multimode terahertz spectroscopy based on photomixing of three lasers
两个近红外激光器的光混合已经被很好地建立用于连续波太赫兹光谱。三个激光器的光混合使我们能够同时测量三个太赫兹频率。与傅里叶光谱学类似，光谱信息包含在干涉图中，这相当于时域光谱学中的波形。我们使用一个固定的太赫兹频率v_ref来监测设置的时间漂移，即，光路长度差。另外两个频率被扫描用于宽带高分辨率光谱。通过将相位的频率依赖性归一化到在ν_ref处获得的数据，以高精度获得相位的频率依赖性，这消除了光程长度差的漂移。我们实现了约1-2微米或10^{-8}光程长度的精度。该方法特别适用于空调实验室以外的非理想环境条件下的应用。
2014-10-02 physics.optics
Universal properties of locally generated terahertz waveforms from polarization-controlled two- and multi-color ionizing fields
本文研究偏振可控双色及多色电离场产生太赫兹波的普适规律，发现其偏振椭圆率随频率线性增加，并推导出一般表达式，展示如何通过泵浦偏振操控太赫兹偏振态。
2024-06-06 physics.optics
Limitation in thin-film detection with transmission-mode terahertz time-domain spectroscopy
在透射模式太赫兹时域光谱（THz-TDS）中，样品的厚度是决定太赫兹波与块体材料之间的相互作用量的关键因素。如果相互作用长度太小，则传输信号的变化会被系统中的波动和噪声淹没。在这种情况下，样品不再被检测到。本文提出了一个标准，以确定一个独立的薄膜，仍然可以检测到的自由空间传输模式太赫兹TDS的厚度较低的边界。严格的分析产生一个简单的样品的光学长度和系统的信噪比之间的比例关系。建议的标准可以帮助决定是否有必要替代太赫兹薄膜传感模态。
2011-11-15 physics.optics
Quantum-inspired terahertz spectroscopy with visible photons
太赫兹光谱学允许识别材料的不同异构体，用于药物辨别以及用于检测有害物质。由于许多用于包装的介电材料在太赫兹光谱范围内是透明的，因此即使包装，物质也可能被识别。尽管有这些有用的应用，太赫兹光谱学仍然受到太赫兹辐射的检测技术要求的影响。因此，无论是相干时域光谱方案采用超快脉冲激光器或连续波检测与需要两个激光系统的光混合器被用来规避的挑战，检测这种低能量的辐射，而不使用冷却的检测器。在这里，我们报告的第一个演示太赫兹光谱，其中样品与太赫兹闲置光子相互作用，而只有相关的可见光信号光子被检测到-一个概念的启发量子光学。为了产生这些相关的信号-空闲光子对，使用了周期性极化的LiNbO 3晶体和660 nm连续波泵浦源。泵浦光子通过单晶非线性干涉仪后，被高效窄带体布拉格光栅从信号辐射中分离出来。一个非制冷的科学CMOS相机检测剩余的可见光信号的频率-角光谱，并揭示太赫兹光谱信息的斯托克斯以及反斯托克斯部分共线向前生成。既不需要冷却探测器，也不需要昂贵的脉冲激光器进行相干探测。我们证明了众所周知的吸收功能，在太赫兹光谱范围内的$α$ -乳糖一水合物和对氨基苯甲酸的光谱检测仅可见光子。
2020-11-05 physics.optics quant-ph
Giant Terahertz Polarization Rotation in Ultrathin Films of Aligned Carbon Nanotubes
为了在通信、成像和信息处理中的应用对光的偏振态的容易操纵，期望有效的机制用于以最小的相互作用长度旋转光偏振。在这里，我们报告了超薄（~45 nm）、高密度排列碳纳米管薄膜中太赫兹（THz）电磁波的巨大偏振旋转。我们观察到的偏振旋转高达~20°和~110°的透射和反射的太赫兹脉冲，分别。偏振旋转的量是入射THz偏振和纳米管排列方向之间的角度的敏感函数，表现出“魔”角，在该“魔”角处，通过透射和反射的总旋转恰好变为90°。我们的模型定量地解释了这些巨大的旋转作为极端各向异性的光学常数的结果，表明对齐的碳纳米管的承诺，宽带，和可调谐的太赫兹偏振器件。
2021-08-02 physics.optics
Polarization independent lattice-coupled terahertz toroidal excitations
本文提出并实验验证一种偏振无关太赫兹超材料，通过耦合环偶极子与晶格模式形成尖锐高Q共振，可用于低损耗传感和慢光器件。
2023-03-27 physics.optics
Time-domain characterization of electric field vector in multi-terahertz pulses using polarization-modulated electro-optic sampling
本文提出改进的偏振调制电光采样方法，在时域中高精度表征10-50 THz多太赫兹脉冲的电场矢量，解决了超宽带门脉冲问题，精度约1 mrad，可应用于线性和非线性光学测量。
2023-09-20 physics.optics
Dynamics of the stratification process in drying colloidal dispersions studied by terahertz time-domain spectroscopy
我们提出了一个光学研究，揭示了在干燥的胶体分散体的分层过程的散装动力学。太赫兹时域光谱已被用于测量原位溶剂型和水性涂料层作为干燥时间的函数。干层厚度、湿层厚度和总厚度的动态变化反映了已建立的干燥机理的主要过程。此外，结果表明仅当干燥过程处于蒸发控制状态时才分层，而涂层显示出对于扩散控制干燥保持单层。
2014-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Gapless dual-comb spectroscopy in terahertz region
将无间隙太赫兹梳与双梳光谱技术相结合，即无间隙双太赫兹梳光谱技术，实现了与太赫兹梳齿宽度相等的光谱分辨率。利用激光锁模扫频的方法在梳齿之间插入频率间隙，实现了无间隙太赫兹梳。在低压气体光谱实验中，无间隙双太赫兹梳齿光谱仪的光谱分辨率降低到梳齿宽度2.5MHz，在1 THz光谱范围内光谱精度提高到10-6。所提出的方法将是一个强大的工具，同时实现高分辨率，高精度，宽光谱覆盖的太赫兹光谱。
2013-03-22 physics.optics
Nonlinear two-dimensional terahertz photon echo and rotational spectroscopy in the gas phase
超快二维光谱学利用相关的多个光-物质相互作用来检索可能隐藏在线性光谱下的动态特征。它的延伸到太赫兹制度的电磁波谱，其中的丰富多样的材料自由度驻留，仍然是一个实验的挑战。在这里，我们报告超快二维太赫兹光谱的气相分子转子在室温下。利用时延太赫兹脉冲对，我们观察到光子回波和其他非线性信号所产生的分子偶极取向诱导的三个太赫兹场偶极子相互作用。非线性时域取向信号被映射到二维旋转谱的频域，揭示了J态分辨的非线性旋转动力学。该方法可以直接观察相关的旋转跃迁，并可能揭示在地面电子和振动状态的旋转耦合和弛豫途径。
2016-06-08 physics.atom-ph physics.optics
Robust phase correction techniques for terahertz time-domain reflection spectroscopy
本文提出基于Kramers-Kronig关系的系统方法，在反射几何太赫兹时域光谱中实现鲁棒相位恢复，并通过InSb复折射率提取验证其准确性与任意入射角和偏振态的适用性。
2024-12-31 cond-mat.other physics.optics
Coherent continuous wave terahertz spectroscopy using Hilbert transformation
相干连续波（CW）太赫兹光谱是一种非常有价值的技术，其允许询问在太赫兹（THz）频率范围内呈现窄谐振的系统，例如高质量（高Q）THz回音壁模式谐振器。不幸的是，常见的实现方式由于所使用的数据分析方案中的缺陷而显著受损。在这里，我们展示了这个问题的物理学提出了一个优雅的解决方案，其全部潜力直到现在仍然被忽视。我们认为，由于物理系统的因果关系，希尔伯特变换可以用来分析线性系统的频率响应的任意窄共振特性的相干CW太赫兹光谱。特别是，通过建立在典型的实验中遇到的信号是密切相关的分析信号，我们证明了希尔伯特变换是适用的，即使当包络变化迅速相比，振荡周期。
2018-10-23 physics.optics
Tunable near- to mid-infrared pump terahertz probe spectroscopy in reflection geometry
强场中红外泵浦太赫兹（THz）探测光谱技术已被证明是强关联材料中不同阶次光控制的有力工具。报道了一种反射式超快宽带红外泵浦-太赫兹探测系统的研制。采用GaSe作为非线性晶体，利用双输出光参量放大器产生中红外脉冲。该装置能够在1.2 $μ$ m至15 $μ$ m及以上的波长范围内泵浦散装材料，并在不同温度下检测THz探针反射电场的细微瞬态光致变化。作为示范，我们提出了15 $μ$ m泵浦-太赫兹探测测量散装EuSbTe $_{3}$单晶。可以清楚地分辨反射的THz电场中的$0.5\%$瞬态变化。这种宽调谐的抽运能量可用于模式选择激发实验，并可应用于许多强关联电子系统。
2017-10-09 physics.ins-det physics.optics
Lamb-dip spectroscopy of rotational levels with UTC-PD terahertz emitter
本研究利用UTC-PD太赫兹发射器，在反向传播构型下对气相乙腈分子转动跃迁进行泵浦-探测饱和光谱测量，在更低激发功率下观察到Lamb-dip，并测得零压极限线宽为10 kHz，证实其源于渡越时间展宽。
2025-04-01 physics.optics
Principle of Terahertz Time-Domain Spectroscopy
该研究综述EOS与PCS两类THz-TDS脉冲检测方案的原理和特性，并介绍THz-ABCD、THz-REEF、单发THz-TDS及THz-ASOPS四项技术进展。
2023-08-09 physics.optics
Terahertz magneto-optical spectroscopy of two-dimensional hole and electron systems
利用太赫兹磁光光谱技术研究了高迁移率二维电子和空穴系统中的回旋共振现象。我们的实验揭示了长寿命（~20 ps）的相干振荡在测量信号中存在的垂直磁场。从振荡中提取的回旋频率与二维电子气（2DEG）的磁场线性变化，正如预期的那样。然而，我们发现，复杂的非抛物型价带结构的二维空穴气体（2DHG）的回旋频率和有效质量的变化与磁场的非线性，作为验证的多带朗道能级计算。这是第一次，太赫兹磁光光谱已被用于研究2DHG，我们希望这些结果将激励这些独特的二维纳米系统的进一步研究。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical-pump terahertz-probe spectroscopy of the topological crystalline insulator Pb1-xSnxSe through the topological phase transition
拓扑晶体绝缘体--其性质由晶体对称性保证的拓扑绝缘体--可以潜在地为太赫兹光电子器件提供有希望的平台，因为当在异质结构中分层时，它们的性质可以根据需要进行调整。我们进行了第一次光泵太赫兹探测光谱拓扑晶体绝缘体，用它们来研究动力学的Pb 1-xSnxSe作为温度的函数。在低温下，狄拉克费米子的激发导致太赫兹传输的增加;从这种负光电导性中，提取了6 ps的子带内弛豫速率。在高温下，只有大量的费米子存在，由泵引起的自由载流子损耗减少太赫兹传输的持续时间的27 ps的带间寿命。这两种效应都存在于拓扑到平凡过渡附近的温度下。我们的实验观察提供了关键的细节Pb 1-xSnxSe的潜在应用，并提供了一个直接测量的Pb 1-xSnxSe异质结的拓扑特征。
2021-11-04 physics.optics
Terahertz multi-heterodyne spectroscopy using laser frequency combs
基于太赫兹量子级联激光器的频率梳在紧凑的封装中具有宽带覆盖和高输出功率，使其成为宽带光谱学的有吸引力的选择。在这里，我们展示了第一多外差光谱使用两个太赫兹量子级联激光梳。仅用100 $μ$ s的积分时间，我们就实现了超过60 dB的峰值信噪比和以2.8 THz为中心的大于250 GHz的频谱覆盖。即使使用室温探测器，我们也能够实现50 dB的峰值信噪比，并且作为原理证明，我们使用这些梳状结构来测量标准具样品的宽带透射谱。最后，我们表明，通过适当的信号处理，可以将多外差光谱扩展到以脉冲模式工作的量子级联激光梳，大大扩展了适用于这些技术的量子级联激光器的范围。
2016-04-04 physics.optics
Omni-directional, broadband and polarization-insensitive thin absorber in the terahertz regime
提出了一种同时适用于横电（TE）和横磁（TM）极化的近全向太赫兹吸收体。通过金属-介质层中的磁极化激元的激发，入射光在比共振波长小约25倍的薄厚度中被完全吸收。通过简单地堆叠具有不同几何尺寸的几个这样的结构层，由于不同层中的磁极化激元的杂化，可以有效地增强这种强吸收的带宽。
2009-06-11 physics.optics
Polarization-controlled anisotropic coding metamaterials at terahertz frequencies
基于有效介质的异向介质由于其能够自适应地调整自然界中不存在的有效介质参数，已经实现了许多不寻常的物理特性（如负折射和隐形隐身）。最近，有人提出通过设计具有相反相位响应的数字元件“0”和“1”的编码序列来控制电磁波的编码超材料。本文提出了太赫兹各向异性编码超材料的概念，其不同方向的编码行为依赖于太赫兹波的偏振状态。我们实验证明了一个灵活的偏振控制的各向异性编码超颖表面功能在太赫兹制度使用专门设计的编码元件。通过用精心设计的数字序列（1位和2位）对元件进行编码，x偏振和y偏振反射波可以在三维空间中独立偏转或扩散。模拟的远场散射图案以及近场电场分布，以说明双功能性能的编码超颖表面，这表明良好的协议的测量结果。我们进一步证明了各向异性编码超颖表面产生分束器的能力，并同时实现异常反射和偏振转换，为不同偏振态的太赫兹波提供了强有力的控制。所提出的方法，使通用的光束行为下的正交偏振使用一个单一的元表面，因此将有望有趣的太赫兹器件。
2015-09-12 physics.optics
Towards Compact and Real-Time Terahertz Dual-Comb Spectroscopy Employing a Self-Detection Scheme
由于其快速和高分辨率的特点，双梳光谱吸引了越来越多的兴趣，因为它的第一个演示。在太赫兹频率范围内，丰富的吸收线（指纹）的分子位于，多外差光谱，采用双梳技术显示出优势，在实时光谱检测比传统的傅里叶变换红外或时域光谱。在这里，我们展示了紧凑的太赫兹双梳光谱的量子级联激光器（QCL）的基础上。在我们的实验中，两个自由运行的QCL产生大约120 GHz宽的梳状波，中心频率为4.2 THz，重复频率略有不同。我们观察到，$\sim$ 490 nW太赫兹功率耦合的一个激光器到其他足以激光自检测的双梳状谱，由微波频谱分析仪注册。此外，我们展示了实际的太赫兹传输双梳光谱与我们的设备，通过在室温下实施短的空气路径。光谱显示的半导体样品和潮湿的空气，后者允许快速监测的相对湿度。我们的设备应该很容易扩展到执行成像，显微镜和近场显微镜在太赫兹制度。
2019-12-12 physics.app-ph physics.optics
Broadband Circular Polarization Time-Domain Terahertz Spectroscopy
光-物质相互作用是提供有关材料的基本信息的关键。即使在线性响应状态下，材料的光谱响应也将基态及其激发态的许多性质编码在其中。这些知识对于我们理解新型量子材料至关重要，线性光谱学的进一步改进和扩展将继续成为探索新物质状态的关键。我们报道了电磁波谱太赫兹范围内宽带圆偏振光谱的发展。我们利用最近的宽带四分之一波片的设计，基于菲涅尔菱形的概念，并使用它与偏振调制技术，以提供直接的信息材料的圆偏振太赫兹辐射的响应;一个新的能力在这里首次显示。作为这种技术的一个例子，我们研究了回旋共振的二维电子气从一个AlGaAs-GaAs量子阱。我们展示了这种技术将在新型量子材料的研究中带来的独特优势。
2019-09-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Accessibility of doping ranges of semiconductors by terahertz spectroscopy
Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics ITWM（弗劳恩霍夫工业数学研究所）；Department of Physics and Research Center OPTIMAS, RPTU University Kaiserslautern-Landau（莱布尼茨特里尔大学凯泽斯劳滕-兰道分校物理系与OPTIMAS研究中心）
本文通过太赫兹光谱学研究半导体掺杂范围的可测性，提出灵敏度度量并建立热图，揭示了不同材料和厚度下掺杂范围的依赖关系。
2026-02-24 physics.optics
Terahertz Time-Domain Spectroscopy and Density Functional Theory Analysis of Low-Frequency Vibrational Modes of a Benzoxazolium-Coumarin Donor-pi-Acceptor Chromophore
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究学院加尔各答分校）；Sri Sathya Sai Institute of Higher Learning（斯里萨蒂亚赛高等学习研究所）；Indian Institute of Technology Gandhinagar（甘地纳加尔印度理工学院）
通过太赫兹时域光谱与密度泛函理论分析，研究了BCO+供体-π-受体色心的低频振动模式，揭示其与分子内电荷转移相关的核运动关系。
2025-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
An antipodal Vivaldi antenna for improved far-field properties and polarization manipulation of broadband terahertz quantum cascade lasers
提出了一种用于宽带太赫兹量子级联激光器和频率梳的对映Vivaldi天线。其指数曲线的耀斑轮廓导致绝热面内模式膨胀，产生具有（23°x19°）半峰全宽和倍频程跨越带宽的单瓣光束的改进的远场。天线还充当波延迟器，将极化从垂直极化旋转到水平极化，旋转角度取决于频率。激光器的发射光谱和电流-电压特性以及频率梳操作不受影响。测量结果与数值模拟吻合良好，所提出的天线覆盖了宽光谱范围（1.5-4.5 THz）。
2020-04-22 physics.optics
Terahertz gas phase spectroscopy using a high finesse Fabry-Pérot cavity
可实现的仪器灵敏度是THz应用持续发展的关键参数。诸如腔增强技术和腔衰荡光谱等技术尚未在太赫兹频率下使用，这是由于难以构建高精细度法布里-珀罗腔。在这里，我们描述了这样的太赫兹谐振器的基础上，低损耗的超大型波纹波导与高反射光子镜获得的精细度超过3000约620 GHz。这些组件使法布里-珀罗太赫兹吸收光谱仪具有一公里的等效相互作用长度，可以获得低至10- 27 cm- 1/（molecule/cm 2）的线强度，S/N比为3。此外，腔内光功率允许使用低功率发射器研究Lamb-Dip效应，可以容易地获得优于5 kHz的绝对频率精度，为旋转光谱提供额外的解决方案。
2019-10-22 physics.ins-det physics.optics
Terahertz birefringent gratings for filtering and dispersion compensation
太赫兹波导的最新发展使其成为集成许多有趣功能的优秀平台，这为构建紧凑和鲁棒的太赫兹系统提供了巨大的潜力。在下一代太赫兹波段高速通信链路的背景下，工程太赫兹波的色散和双折射是必不可少的。在这里，我们实验证明了亚波长双折射波导光栅的低损耗环烯烃共聚物利用微加工制造技术的基础上。通过引入沿传输方向的非对称截面和双折射结构调制，实现了用于滤波和色散补偿的双折射太赫兹光栅。由于亚波长光纤中的强折射率调制，对于x偏振（y偏振），在0.15THz处实现了-188（-88）ps/mm/THz的高负群速度色散，即，7.5与迄今为止报道的最新技术水平相比，这种高负色散在43 mm光栅长度中实现，该长度小于迄今为止报道的长度的一半（例如，100 mm）。此外，亚波长光纤光栅过滤两个正交的偏振态，并表现出传输下降与8.5-dB和7.5-dB的消光比x和y偏振，分别。我们的实验证明了使用聚合物基太赫兹光栅作为太赫兹通信中的色散补偿器和转向偏振太赫兹辐射的偏振敏感太赫兹系统的可行性。
2021-08-25 physics.optics
Measurement of quadratic Terahertz optical nonlinearities using second harmonic lock-in detection
提出了一种在太赫兹时域光谱中测量二次太赫兹光学非线性的方法。我们使用旋转线偏振器（偏振斩波器）来调制入射太赫兹脉冲训练的幅度。我们使用相敏锁定检测器在调制频率的基波和二次谐波处分离材料在太赫兹电场中的线性和二次响应。我们通过测量GaP晶体中存在更强的线性电光效应时的二次太赫兹克尔效应来证明这种方法。该方法可用于非中心对称介质中太赫兹二次谐波的时域光谱检测，在非线性太赫兹光子学及相关技术中具有广阔的应用前景.
2018-09-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Sub-cycle control of terahertz waveform polarization using all-optically induced transient metamaterials
频率范围从0.3到30 THz的相干辐射最近已经可以通过飞秒激光技术获得。太赫兹（THz）波已经在光谱学和成像中找到了许多应用，并且可以使用静态光学元件（如透镜，偏振器和滤波器）来操纵它们。然而，也需要THz辐射的超快调制，例如在短距离无线通信中或用于制备成形的THz瞬变以用于许多材料激发的相干控制。在这里，我们展示了一种全光学创建的瞬态超材料，允许子周期精度操纵太赫兹波形的偏振。偏振调制脉冲在控制晶格振动、分子旋转和自旋进动等基本运动方面具有潜在的应用价值。
2013-06-29 physics.optics
Ultra-High Normalized Bandwidth TE and TM Polarization Insensitive Terahertz Absorber with Graphene Disks Configuration
在本文中，我们提出了超宽带太赫兹吸收器与三层周期性石墨烯盘阵列（PGDA）。金层用作背侧反射器，TOPAS用作电介质间隔物。PGDA的电路模型和发展的传输线模型（TLM）的吸收器被用来设计的结构，使用阻抗匹配的概念。用有限元法验证了该装置计算结果的正确性。该结构吸收TE和TM偏振。此外，所获得的归一化吸收带宽为148%，在1.78 THz中心频率下的带宽为2.64 THz，据我们所知，这是二维石墨烯基结构中的最佳报告。
2019-06-18 physics.optics
Rigorous Signal Reconstruction in Terahertz Emission Spectroscopy
太赫兹（THz）发射光谱是一种强大的方法，它允许人们基于材料的THz发射来测量材料中极化、电流或磁化的超快动态。然而，该方法的实际实施可能具有挑战性，并且可能导致感兴趣的量的重建中的显著误差。在这里，我们从实验和理论上证明了一个严格的太赫兹发射光谱信号重建的方法，并描述了重建误差的主要实验和理论来源。我们确定的线性视线的太赫兹发射光谱仪的几何形状作为准确的，完全校准的太赫兹信号重建的最佳配置。作为一个例子，我们将我们的重建方法应用于超快太赫兹磁测量实验，在那里我们恢复了光激发铁膜中的超快磁化动力学，包括其时间形状和绝对幅度。
2021-07-17 physics.optics
Ultrafast tunable modulation of light polarization at terahertz frequencies
控制光的偏振是现代光学技术中最基本的环节之一。由于空间光调制器的光脉冲整形及其在控制量子反应途径中的潜力的展示，它为许多应用铺平了道路，如光电离过程的相干控制或太赫兹（THz）脉冲的偏振整形。在这里，我们证明了有效的非共振和非共线$χ^{(2)}$型光物质相互作用的飞秒偏振敏感的时间分辨光学测量。可见光与超短THz脉冲的这种非线性光学相互作用导致了LiNbO $_3$晶体中可见光偏振的THz调制。基于波传播方程的理论模拟捕捉了这种非线性效应背后的物理过程。除了观察到的可见光脉冲的可调谐偏振调制，在太赫兹材料的深度分布，这种物理现象可以设想。
2018-12-04 physics.app-ph physics.optics
