Broadband terahertz comb with sub-Hz comb linewidth
Jinan Institute of Quantum Technology（济南量子技术研究院）；Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统与信息研究所）
本文提出了一种宽谱太赫兹梳，通过噪声抑制策略实现超窄线宽和高稳定性，适用于高分辨率分子光谱和精确计量。
2026-02-07 physics.app-ph physics.optics
Flexible terahertz opto-electronic frequency comb light source tunable over 3.5 THz
我们展示了太赫兹（THz）频率梳，这是灵活的，在其频率范围和梳线的数量和间距。我们使用近红外激光二极管、相位调制和光电频率转换的组合。通过解析氨分子转动模的压力相关碰撞展宽，表征了太赫兹梳状线小于10 MHz。
2021-10-18 physics.optics
Broadband Optoelectronic Mixer for Terahertz Frequency-Comb Measurements
本文提出基于高速MUTC光电二极管的超宽带光电混频方法，实现高达500 GHz重复频率的相位相干探测，为毫米波和太赫兹频率梳测量及微谐振器稳频梳提供方案。
2024-10-29 physics.app-ph physics.optics
Solid-State Biased Coherent Detection of Ultra-Broadband Terahertz Pulses for high repetition rate, low pulse energy lasers
报道了在高重复频率、低脉冲能量激光系统中相干产生和探测带宽为0.1-9 THz的太赫兹脉冲。在这项工作中，我们展示了固态偏置相干检测结合自旋电子发射器的应用和评估。这种组合用于在时域光谱（TDS）装置中产生和检测太赫兹脉冲，并在体非线性晶体上进行测试。这些结果建立了一个新的有前途的候选人，以扩大由高重复率激光驱动的紧凑，宽带THz TDS系统的可能性。
2022-01-29 physics.app-ph physics.optics
Improved comb and dual-comb operation of terahertz quantum cascade lasers utilizing a symmetric thermal dissipation
在太赫兹波段，量子级联激光器（QCL）是实现频率梳和双梳运转的理想平台。一直以来，人们都非常需要改进梳子的性能。在这项工作中，通过采用对称的散热方案，我们报告了一种改进的频率梳和双梳操作的太赫兹QCL。冷手指的两种配置，即，分别研究了具有非对称和对称散热方案的A型和B型。采用有限元热分析方法研究了太赫兹量子化学激光器的热管理参数效应。模拟结果表明，与传统的非对称散热方案（A型）相比，对称散热方案（B型）可使激光器的热传导更加均匀，激光器有源区的最高温度更低。为了验证模拟，进一步进行实验，通过测量的激光性能和梳状特性的太赫兹QCL发射约4.2太赫兹安装在A型和B型冷指。实验结果表明，对称热耗散方法（B型）能有效改善太赫兹量子化学激光器的梳状和双梳状工作特性，可进一步广泛应用于光谱、成像和近场等领域.
2021-08-26 physics.optics
Terahertz wireless communication at 560-GHz band using Kerr micro-resonator soliton comb
针对电子太赫兹发射器在6G面临的上限频率限制，本文利用基于克尔微谐振腔孤子微梳光混频的光子太赫兹发射器，在560-GHz频段实现了2-Gbit/s的无线通信，Q因子达3.4，满足前向纠错要求。
2023-01-25 physics.app-ph physics.optics
Real-time absolute frequency measurement of continuous-wave terahertz wave based on dual terahertz combs of photocarriers with different frequency spacings
实时测量连续太赫兹波的绝对频率是表征和校准实际连续太赫兹源的必要条件。提出了一种实时监测连续太赫兹波绝对频率的方法，同时，测量两对拍频和激光重复频率的基础上的双太赫兹光载流子梳（PC-THz梳）具有不同的频率间隔。为了证明该方法，太赫兹梳参考光谱分析仪构造与双配置的基础上双飞秒激光器。无论PC-THz梳中是否存在频率控制，在100 Hz的测量速率下都可以实现10-11的频率精度。此外，CW-THz频率的大波动，跨越PC-THz梳的几个模式，被正确地实时监测。该方法将为研究和开发实用的连续波太赫兹源以及其他应用提供有力的工具。
2015-01-26 physics.optics
3D-Printed Terahertz Topological Waveguides
紧凑而坚固的波导芯片对于新的集成太赫兹应用至关重要，例如处理器之间的高速互连和宽带短距离无线通信。拓扑光子晶体的进展显示出改善集成太赫兹系统的潜力，该系统在急弯附近遭受高损耗。最近报道了在相对窄的带宽上通过硅芯片上的急弯的鲁棒太赫兹拓扑传输。在这里，我们报告的拓扑太赫兹平面空气通道金属波导，可以集成到一个芯片上的互连的实验演示。我们的平台可以通过一种简单、具有成本效益的技术制造，该技术结合了3D打印和金溅射。测量的拓扑带隙的相对大小为~ 12.5%，这需要比全硅太赫兹拓扑波导（~7.8%）有显着改善。我们进一步证明了缺陷和延迟线周围的强大的太赫兹传播。我们的工作提供了一个有前途的路径紧凑的集成太赫兹器件作为下一个前沿太赫兹无线通信。
2020-09-21 physics.app-ph physics.optics
Terahertz Strong-Field Physics in Light-Emitting Diodes for Terahertz Detection and Imaging
强太赫兹（THz）电磁场通过对基元激发和集体激发的非微扰驱动，揭示了许多材料中的各种极端非线性光学效应。然而，这种非线性光响应尚未在发光二极管（LED）中发现，更不用说将它们用作快速，成本效益，紧凑和室温操作的THz探测器和相机。在这里，我们报告无处不在的LED表现出巨大的和快速的光伏信号具有优异的信噪比时，被太赫兹场强度>50 kV/cm的照明。我们还成功展示了THz-LED探测器和相机原型。这些非正统的THz探测器表现出高响应率（>1 kV/W），响应时间比热释电探测器短四个数量级。探测机制是太赫兹场诱导的非线性碰撞电离和肖特基接触。这些发现不仅有助于加深我们对强太赫兹场与物质相互作用的理解，而且对强太赫兹场诊断的应用也有很大的贡献。
2020-07-28 physics.ins-det physics.optics
Broadband Terahertz Frequency Comb Based on Actively Mode Locked Resonant Tunneling Diode
针对太赫兹频率梳技术因产生组件不足而发展滞后的问题，研究团队基于共振隧穿二极管与主动锁模技术，研发出首个全电学紧凑型太赫兹频率梳源，实现140-325 GHz宽带输出和约40 GHz调谐范围，并验证了其在相干通信中的应用潜力。
2025-05-18 physics.app-ph physics.optics
Broadband monolithic extractor for metal-metal waveguide based terahertz quantum cascade laser frequency combs
我们提出了一个单片解决方案，有效地提取光从太赫兹量子级联激光器与金属-金属波导适合宽带频率梳应用。该设计针对中心频率为2.6 THz的500 GHz带宽进行了优化。与标准金属-金属波导相比，观察到总输出功率增加了五倍。该提取器具有单瓣远场图案，并增加了频率梳的动态范围，以覆盖超过50%的激光动态范围。频率梳操作高达670 GHz的频谱带宽实现。
2017-03-29 physics.optics
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
Farey tree locking of terahertz semiconductor laser frequency combs
针对太赫兹QCL频率梳主动锁定方法引入大相位噪声且系统复杂的问题，本文提出微波注入下的法里树锁定方法，利用频率竞争实现锁定并显著降低双梳相位噪声，为紧凑低噪声太赫兹频率梳源铺平道路。
2024-06-19 physics.ins-det 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
Frequency combs in optically-injected terahertz ring quantum cascade lasers
本研究针对太赫兹芯片级频率梳生成需求，利用DFB激光器光注入环形太赫兹QCL，通过调控注入光的功率与频率，从实验和理论上实现了环形腔中频率梳的可控生成，为紧凑型集成频率梳设计提供了新路径。
2023-08-26 physics.optics
Real-space sampling of terahertz waveforms under scanning tunneling microscope
本研究提出一种利用STM结门控机制实现太赫兹近场波形实时表征的通用方法，达到亚纳米空间分辨率，并成功表征太赫兹CEP，展示了其在Au(111)表面局部太赫兹时域光谱成像的应用潜力。
2024-03-20 physics.app-ph 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
Excitation, detection, and electrostatic manipulation of terahertz-frequency range plasmons in a two-dimensional electron system
利用自由空间辐射的太赫兹时域光谱技术经常被用来探测低维系统的基元激发。然而，衍射极限阻碍了其用于单个横向限定的纳米结构的平面内研究。在这里，我们展示了一个平面太赫兹频率等离子体电路，其中光电导材料单片集成的二维电子系统。具有宽光谱范围（高达~400 GHz）的等离子体激元通过将由光电导半导体产生和检测的皮秒持续时间脉冲注入到高迁移率二维电子系统中来激发。使用电压调制的肖特基栅极覆盖的二维电子系统，我们形成一个可调的等离子体腔，并观察静电操纵的等离子体共振。我们的技术提供了一个直接的途径来访问皮秒动力学的限制运输在广泛的横向纳米结构。
2015-06-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz Phonons coherently couple Ultrashort Solitons inside a Cavity
超快原子振动介导热传输，作为化学键的指纹，并驱动凝聚态系统中的相变。短于原子振荡周期的光脉冲不仅可以探测，甚至可以激发和控制集体激发。一般来说，这种相互作用是用自由传播脉冲进行的。在这里，我们展示了腔内激发和时域采样的相干光学声子内的有源激光振荡器。采用实时光谱干涉，我们揭示了太赫兹拍的拉曼活性光学声子可以绑定时间孤子的束缚态-称为“孤子分子”-我们解决了声子和腔内孤子运动的相干耦合机制。同时发生的电子和核的非线性产生不同的孤子轨迹，有效地增强相干拉曼信号。结果，我们观察到孤子间的运动自动执行高速时域拉曼光谱的增益介质。特别是，我们的研究结果指出了拉曼诱导的孤子相互作用在晶体激光介质和微谐振器的影响，并提供了独特的视角，对超快非线性声子，利用增强耦合的原子运动和腔内的孤子。
2021-04-04 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
Electric-field metrology of a terahertz frequency comb using Rydberg atoms
Centre for Quantum Optical Technologies, Centre of New Technologies, University of Warsaw（华沙大学量子光学技术中心、新技术中心）；Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院）
利用Rydberg原子开发新型单光子探测器，实现太赫兹频率梳的高精度电场计量与校准，提升太赫兹光谱学的灵敏度和精度。
2025-10-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
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
Femtosecond control of terahertz spin-charge conversion in ferromagnetic heterostructures
利用电子自旋代替电荷来开发自旋电子器件，在信息技术中具有低功耗的优点。与此同时，自旋电子学对超越当前CMOS技术的速度的需求进一步引发了对自旋超快控制的深入研究，甚至达到前所未有的太赫兹范围。飞秒激光作为一种产生超快自旋电流猝发的潜在技术，已成为磁化调控的重要手段。然而，建立飞秒瞬态自旋电流的全光控制和监测是一个巨大的挑战。对物理和机制的深入了解对该技术至关重要。在这里，我们展示了飞秒自旋电荷电流转换的相干非热激发平行于W/CoFeB/Pt异质结构的线偏振飞秒激光脉冲驱动的磁化。通过系统的研究，我们观察到太赫兹辐射的偏振依赖于磁化方向和结构的不对称性。我们认为这种与线偏振飞秒激光脉冲诱导的磁化平行的太赫兹产生现象可能是由于逆自旋轨道矩效应。我们的工作不仅有助于深入理解自旋电荷转换和自旋输运，而且有助于开发新型的片上太赫兹光自旋电子器件。
2018-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Adaptive sampling dual terahertz comb spectroscopy using free-running dual femtosecond lasers
由于模式分辨太赫兹梳状谱同时具有宽带太赫兹辐射和窄线宽连续太赫兹辐射的特性，并且可以将太赫兹梳状谱的所有频率模式锁相到微波频率标准上，因此双太赫兹梳状谱是一种很有前途的高精度、高分辨率、宽带太赫兹光谱技术。然而，稳定的双飞秒激光器的要求往往阻碍了这种方法的广泛使用。在这篇文章中，我们展示了自适应采样，双太赫兹梳状光谱，使自由运行的双飞秒激光器的使用。为了校正激光定时抖动引起的时间和频率尺度的非线性，采用双太赫兹梳状参考频谱分析仪产生自适应采样时钟，并将其用于数据采集板的定时信号。所展示的结果不仅表明了自由运行双激光器的双太赫兹梳状光谱的实现，而且还暗示了其光谱性能优于稳定双激光器的双太赫兹梳状光谱。
2014-12-11 physics.optics
Attempt to Generate Narrow Linewidth, CW Terahertz Radiation by Using Optical Frequency Comb
报道了利用光学频率梳（OFC）产生高稳定连续太赫兹波的尝试。利用852nm激光线在LiNbO_3晶体腔中进行深度相位调制，产生了约10nm宽的OFC。OFC的多个光学模式（边带）被调制频率（=6 GHz）等间隔作为频率参考。当另一个半导体激光器被频率锁定时，主激光器和第二激光器之间的差频的稳定性在RF调制器的同一阶上得到改善。这种稳定的差频光拍频在光导天线中进行光混频，可以实现超窄线宽的可调谐太赫兹辐射源。
2003-05-29 physics.optics
Terahertz Wave Generation in Two-Dimensional MXenes under Femtosecond Pulsed Laser Illumination
University of Tehran（德黑兰大学）
本研究通过水动力学模型和FDTD方法，揭示了飞秒激光照射下MXenes生成可调太赫兹波的机制，为紧凑型THz源提供了理论指导。
2025-12-22 physics.optics physics.plasm-ph
Terahertz frequency combs exploiting an on-chip solution processed graphene-quantum cascade laser coupled-cavity architecture
在太赫兹（THz）频率下设计具有超宽增益谱和群速度色散完全补偿的量子级联激光器（QCL）的能力是设计远红外单片和小型化光学频率梳合成器（FCS）的基本需求。在THz QCL四波混频中，由子带间增益介质的固有三阶极化率驱动，自锁相位中的光学模式，允许稳定的梳状操作，尽管在有限的动态范围内（约20%的激光器操作范围）。在这里，我们设计了小型化的THz FCS，其包括与紧密耦合的片上溶液处理的石墨烯可饱和吸收体反射器集成的异质THz QCL，即使在四波混频不再提供色散补偿时，该反射器也能保持激光模式之间的相位相干性。这使得高功率（8 mW）FCS具有超过90个光学模式，超过55%的激光器工作范围。此外，稳定的注入锁定显示，铺平了道路，影响一些关键的应用，包括高精度可调宽带光谱和量子计量学。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Intensity autocorrelation measurements of quantum cascade laser frequency combs in the Terahertz range
报道了利用强度自相关法首次直接测量量子级联激光器频率梳的发射特性。相关技术是基于快速电光采样，带宽优化，以匹配的梳状激光器的发射光谱，中心约2.5太赫兹。我们发现输出光是振幅和频率调制的同时，与强度调制深度高达90%，发生在几个皮秒的时间尺度短。我们将这些发现与来自光导天线的脉冲太赫兹光的强度自相关测量进行比较，并发现非常不同的结果。我们没有观察到梳状和分散制度的显着差异。该技术在未来量子级联激光器超短脉冲的测量中具有重要意义。
2017-02-10 physics.ins-det 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
High dynamic range, heterogeneous, terahertz quantum cascade lasers featuring thermally-tunable frequency comb operation over a broad current range
我们报告工程的宽带量子级联激光器（QCL）发射太赫兹（THz）的频率，它利用异质有源区计划，并有一个电流密度动态范围（JDR）为3.2，显着大于最先进的，超过1.3太赫兹带宽。我们证明了所设计的宽带激光器作为太赫兹光学频率梳合成器工作在连续波，最大光输出功率为4 mW（0.73 mW的梳状制度）。模间拍音图的测量揭示了在连续106 mA电流范围内延伸的清晰的色散补偿频率梳状区（电流密度动态范围为1.24），显著大于在类似几何形状下报道的现有技术，相应的发射带宽为1.05 THz，检测到稳定且窄（4.15 KHz）的拍音，信噪比为34 dB。对电和热节拍调谐的分析表明，电流调谐系数范围在5 MHz/mA和2.1 MHz/mA之间，温度调谐系数为-4 MHz/K。通过温度和电流在整个动态范围内调谐THz QCL梳的能力为它们作为强大的光谱工具的使用铺平了道路，这些光谱工具可以提供宽频率覆盖范围和高精度光谱精度。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
C-axis Josephson Plasma Resonance Observed in Tl$_{2}$Ba$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8}$ Superconducting Thin Films using Terahertz Time-Domain Spectroscopy
利用太赫兹时域光谱技术，在零磁场下，在高T $_{c}$铜氧化物T1PDMATHABMN Ba $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8}$超导薄膜中，观测到了c轴约瑟夫森等离子体共振（JPR）.这是第一次测量高$T_{c}$材料在传输中的JPR温度依赖性。随着温度的升高，JPR从10 K时的705 GHz移动到98 K时的$\sim$ 170 GHz，对应于c轴穿透深度从20.1 $\pm$ 0.6 $μ$ m增加到84 $\pm$ 9 $μ$ m。JPR峰的线宽随温度的增加而增加，表明准粒子散射率的增加。我们已经探测了$\sim$ 0.95 T $_{c}$的c轴相位相干性的开始。如预期的，JPR在T $_{c}$以上消失。
2001-05-21 cond-mat.supr-con physics.optics
Direct observation of terahertz frequency comb generationin difference-frequency quantum cascade lasers
太赫兹量子级联激光源是基于中红外器件腔内差频产生的，是目前唯一一种不需要庞大而昂贵的液氦冷却而能在0.6-6 THz范围内工作的电泵浦器件，是旋转分子光谱学和传感应用的重要资产。本文介绍了用波长为6.5 μm的分布反馈激光器和波长为6.9 μm左右的法布里-珀罗器件进行腔内混频实现的梳状运转。在78 K下，获得了1.8 ~ 3.3THz的超宽带THz辐射，总输出功率为8 μW.利用近红外脉冲光整流技术，采用基频参考THz梳状结构对THz辐射进行了多外差探测.下转换的节拍，同时获得，确认一个相等的间隔太赫兹发射低至1 MHz的精度。在未来，这种设置可以用于基于傅立叶变换的相位关系之间的发射太赫兹模式的评估，铺平了道路，室温，紧凑和现场部署的高等级太赫兹频率梳。
2021-03-17 physics.optics
Shaping terahertz harmonic frequency combs with frequency dependent external reflectors
提出一种通过将量子级联激光器（QCL）与频率相关反射器结合调控太赫兹谐波频率梳的方法，可同时控制频率偏移和梳齿间距，被动生成超短皮秒脉冲，还能从自由运行未锁定态触发并增强相干性。
2024-11-30 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
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
Quantum cascade laser-pumped terahertz molecular lasers: frequency noise and phase-locking using a 1560nm frequency comb
最近演示的太赫兹（THz）分子气体激光器泵浦的中红外量子级联激光器（QCL）开辟了新的前景，这个家庭的来源，传统上依赖于CO2激光泵浦。QCL泵浦的太赫兹分子激光器的光谱纯度是一个尚未解决的问题。事实上，评估它们的频率/相位噪声对于可能将这些源用作本地振荡器的许多应用至关重要。本文通过测量10.3μ m波长QCL泵浦的1.1THz连续波1 mW太赫兹激光器的频率噪声功率谱密度（PSD）来解决这一问题。这是通过用1560 nm频率梳的重复频率的第1080次谐波拍频ML频率来实现的。我们发现，在100 kHz处，来自载波的频率噪声PSD <10 Hz ~ 2/Hz（-95dBc/Hz）。为了证明泵浦激光的稳定性对太赫兹辐射光谱纯度的影响，我们还测量了CO2激光泵浦的2.5THz ML的频率噪声PSD，在距离载波40 kHz处达到0.1Hz 2/Hz（-105dBc/Hz），受到频率梳谐波的频率噪声的限制。最后，我们表明，它是可能的主动相位锁定QCL泵浦的分子激光器的频率梳状重复率谐波通过控制QCL电流，演示了亚Hz线宽。
2019-11-15 physics.optics
Rapid Scanning Terahertz Time-Domain Magnetospectroscopy with a Table-Top Repetitive Pulsed Magnet
我们将基于电子耦合光学采样方法的快速扫描太赫兹时域光谱仪与能够产生高达30 T的磁场的台式微型线圈脉冲磁体相结合，进行了太赫兹时域磁谱研究。我们通过测量GaAs中高迁移率二维电子气中的相干回旋共振振荡以及轻掺杂n-InSb中磁等离子体中干扰诱导的太赫兹透射率变化来证明该系统的能力。
2014-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Homogeneous quantum cascade lasers operating as Terahertz frequency combs over their entire operational regime
我们报道了一个均匀的量子级联激光器（QCL）在太赫兹（THz）频率发射，与约0.6 THz的总光谱发射集中在3.3 THz，电流密度动态范围为Jdr=1.53，和连续波输出功率为7 mW。模间拍音的分析揭示，设计的激光器作为光学频率梳（FC）合成器在整个激光器的操作制度，多达36个光学有源激光模式提供约200 uW的光功率每梳齿，功率水平尚未达到任何太赫兹QCL FC。在240 A/cm 2的电流密度范围内，甚至在负微分电阻区，观察到稳定和窄的单拍音，达到500 Hz的最小线宽。我们进一步证明，QCL频率梳可以注入锁定与适度的RF功率在模间拍音频率，覆盖锁定范围为1.2 MHz。在QCL中，在整个电流密度动态范围内，并且没有任何外部色散补偿机制的稳定FC操作的演示，使得我们提出的同质THz QCL成为需要跳模电可调谐性和严格控制频率和相位抖动的MEMS应用的理想工具。
2021-04-02 physics.optics
Tunable, grating-gated, graphene-on-polyimide terahertz modulators
我们提出了一种电开关石墨烯太赫兹（THz）调制器，具有可调的设计光学带宽，我们利用它来补偿量子级联激光器（QCL）的腔色散。静电门控是通过金属光栅作为栅电极，HfO 2/AlOx栅极电介质的顶部。这是在聚酰亚胺层上形成的图案，聚酰亚胺层充当四分之一波长谐振腔，与下面的Au反射器耦合。我们得到90%的强度调制深度，结合20 kHz的电带宽在1.9 - 2.7 THz范围内。然后，我们将我们的调制器与多模太赫兹QCL。通过调整调制器的工作带宽，我们证明了石墨烯调制器可以部分补偿QCL腔色散，从而使集成激光器在35%的激光器工作范围内表现为稳定的频率梳，具有98个等距光学模式，光谱覆盖范围约为1.2 THz。这在太赫兹的前沿应用中具有巨大的潜力，如可调谐变换光学器件，有源光子器件，自适应和量子光学，以及作为太赫兹频率光谱学的测量工具。
2020-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Self-Referenced Terahertz Semiconductor Dual-Comb Sources
本文提出一种无需外部锁定组件的自参考方法，通过滤出一条双梳谱线与整体信号拍频以消除噪声，在纯THz QCL平台上实现了双梳信号的完全稳定，显著提升了长期稳定性，为高精度测量提供最简方案。
2022-06-21 physics.optics
Carrier conversion from terahertz wave to dual-wavelength near-infrared light injection-locking to optical comb using asynchronous nonpolarimetric electro-optic downconversion with electro-optic polymer modulator
本研究提出一种基于电光聚合物调制器的异步非偏振电光下变频方法，实现了太赫兹波到双波长近红外光注入锁定至光梳的载波转换，为无线到光无缝通信提供了有效方案。
2023-04-25 physics.optics
Inverse Design of Integrated Terahertz Vortex Beam Emitters with Staged-Annealing Topology Optimization
Innovative Institute of Electromagnetic Information and Electronic Integration, College of Information Science & Electronic Engineering, Zhejiang University（浙江大学信息与电子工程学院电磁信息与电子集成创新研究院）；State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation, ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University（浙江大学极端光子与仪器化学州全球科技创新中心国家重点实验室）；International Joint Innovation Center, The Electromagnetics Academy at Zhejiang University, Zhejiang University（浙江大学电磁学研究院国际联合创新中心）；Key Lab. of Advanced Micro/Nano Electronic Devices & Smart Systems of Zhejiang, Jinhua Institute of Zhejiang University, Zhejiang University（浙江大学金华研究院浙江省先进微纳电子器件与智能系统重点实验室）
针对集成太赫兹光束整形器件设计需求，开发分段退火拓扑优化框架，实验演示全硅片上紧凑涡旋光束发射器，实现高效模式转换与双向涡旋生成，为相关系统提供可推广方法。
2025-11-17 physics.optics
Evidence of Ultrashort Orbital Transport in Heavy Metals Revealed by Terahertz Emission Spectroscopy
Fudan University（复旦大学）
本研究通过太赫兹发射光谱首次实验证实重金属中极短轨道平均自由程，揭示了体内的反向轨道霍尔效应主导轨道到电荷转换过程。
2026-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Chip-scale terahertz frequency combs through integrated intersubband polariton bleaching
量子级联激光器（QCL）代表了量子工程的一项令人着迷的成就，它可以从电偏置的半导体异质结构中直接产生太赫兹（THz）频率的辐射。它们的大光谱带宽、高输出功率和量子限制线宽使得通过腔内四波混频实现主动锁模和被动产生光学频率梳（FCs）的THz脉冲的实现变得容易，但操作条件受到限制。在这里，我们设想了一个集成的架构，用于产生高功率（10 mW）太赫兹FC包括超快太赫兹极化激元反射器，利用子带间腔极化激元，和宽带（2.3-3.8太赫兹）异质太赫兹QCL。量子级联激光器（QCL）代表了量子工程的一项令人着迷的成就，它可以从电偏置的半导体异质结构中直接产生太赫兹（THz）频率的辐射。通过调整群延迟色散在一个完整的几何形状，通过利用光诱导漂白的子带间的太赫兹极化激元，我们展示了光谱整形的QCL发射和稳定的FC操作的操作动态范围高达38%，其特征在于一个单一的和狭窄的（下至700 Hz）的模间拍音。我们的概念为基于超快极化激元动力学的新一代紧凑型，高性价比，电驱动芯片级FC源提供了设计指南，为产生锁模THz微激光器铺平了道路，这将对超快科学，数据存储，高速通信和光谱学的广泛应用产生重大影响。
2021-05-17 physics.optics
Sculpting harmonic comb states in terahertz quantum cascade lasers by controlled engineering
针对太赫兹量子级联激光器中特定阶次谐波频率梳可控生成的难题，提出通过在双金属法布里-珀罗QCL顶面刻蚀等间距缺陷的策略，实现了预设阶次的宽带谐波梳发射，创下单模光功率约270μW的纪录。
2023-11-06 physics.optics
Reconfigurable Terahertz Multi-Harmonic Dual-Combs
Chongqing Institute of East China Normal University（华东师范大学重庆研究院）
研究人员在单个自探测太赫兹量子级联激光器平台上实现可重构多谐波双光梳系统，可切换多种配置，拓展了双光梳运行自由度，简化了系统架构，为紧凑太赫兹应用提供新机遇。
2026-08-14 physics.optics
Spectrally resolved far-fields of terahertz quantum cascade lasers
我们提出了一种方便快捷的方法来测量光谱分辨的多模太赫兹量子级联激光器的远场，结合微测辐射热计焦平面阵列与FTIR光谱仪。区分了多模法布里-珀罗型激光器的基模TM 0和高阶横模TM 1的远场，与三维有限元模拟结果吻合得很好。此外，还研究了多模随机激光腔，分析了各单模激光对总远场的贡献。因此，所提出的方法是一个重要的工具，以获得在太赫兹频率的多模激光腔的发射特性的深入了解，这对未来的传感应用变得越来越重要。
2016-08-18 physics.optics
Femtosecond THz time domain spectroscopy at 36 kHz scan rate using an acousto-optic delay
我们提出了一种快速扫描，时域太赫兹光谱仪采用飞秒Er：光纤技术和声光延迟与阿秒精度，使太赫兹瞬态扫描超过12.4 ps的时间窗口，波形刷新率为36 kHz，和$1.7 \times 10^5/\sqrt{\rm Hz}$的信噪比。我们的方法能够以前所未有的速度实时监测动态太赫兹过程，我们通过快速的二维厚度映射的旋转tetrach光盘在$10\,\rm nm/\sqrt{\rm Hz}$的精度证明。紧凑的全光学设计确保了即使在恶劣环境下也能无干扰运行。
2016-04-13 physics.optics
Analysis of High Performing Terahertz Quantum Cascade Lasers
对基于双阱设计的太赫兹量子级联激光器进行了详细的模拟。我们重现观察到的最大工作温度和属性的退化与温度的寄生水平和热的寄生虫的占领。此外，我们证明了电流注入可以方便地研究使用EZ状态，结合能量选择性和空间定位。改进注入允许实现约265开尔文的更高的最大操作温度。
2022-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dual terahertz frequency combs for photonic RF readout of refractive index sensing with frequency multiplication and active-dummy temperature compensation
Graduate School of Sciences and Technology for Innovation, Tokushima University（德岛大学创新科学与技术研究生院）；Department of Physics, Toho University（东邦大学物理系）；School of System Engineering, Kochi University of Technology（高知工科大学系统工程学部）；Institute of Post-LED Photonics (pLED), Tokushima University（德岛大学后LED光子学研究所（pLED））；Institute of Photonics and Human Health Frontier (IPHF), Tokushima University（德岛大学光子学与人类健康前沿研究所（IPHF））；Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工程科学研究生院）
本文提出一种集成太赫兹频率倍增与双频梳主动-虚拟温度补偿的折射率传感平台，通过频率倍增和温度抑制实现高灵敏度、高精度和高线性度的折射率测量。
2026-05-02 physics.optics
Motion-Tracking Terahertz Time-Domain Spectroscopy Enabled by Time-Programmable Frequency Combs for Moving-Object Sensing
Keio University（庆应义塾大学）；Nihon University（日本大学）
本文提出基于时间可编程频率梳的运动跟踪太赫兹时域光谱，通过主动锁定测量窗口至移动波形，实现高速采集与位移跟踪，并成功分离呼吸和心跳信号。
2026-09-09 physics.optics
Terahertz Magneto Optical Polarization Modulation Spectroscopy
我们报告了新的太赫兹技术的发展，用于快速测量复杂的法拉第角在系统中的时间反转对称性破坏使用的回旋共振的GaAs二维电子气在磁场作为一个系统的性能演示。利用连续波光泵分子气体激光器进行了偏振调制、高灵敏度（< 1 mrad）窄带旋转测量，并结合太赫兹（THz）时域光谱和偏振调制技术的独特优势，实现了< 5 mrad精度的快速宽带旋转测量。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fourier Synthetic Aperture-based Time-resolved Terahertz Imaging
本研究提出一种基于傅里叶合成孔径的时间分辨太赫兹成像方法，通过多角度脉冲照明与时间域光谱技术获取高空间频率，突破瑞利衍射极限，实现半透明复杂样品的亚波长分辨率高光谱成像。
2024-10-04 physics.optics
Continuous-wave coherent imaging with terahertz quantum cascade lasers using electro-optic harmonic sampling
我们展示了一个相干成像系统的基础上太赫兹（THz）频率的量子级联激光器（QCL）相位锁定到近红外飞秒激光梳。相位锁定，使相干电光采样的连续波辐射的QCL通过产生外差拍频信号。我们使用这个拍音信号演示光栅扫描相干成像使用QCL发射在2.5太赫兹。在该频率下，我们的系统的检测本底噪声为3 pW/Hz，并且长期相稳定性<3度/h，受到设备的机械稳定性的限制。
2013-04-11 physics.optics
