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
Hybrid CO$\mathrm{_2}$-Ti:sapphire laser with tunable pulse duration for mid-infrared-pump terahertz-probe spectroscopy
具有强中红外和太赫兹脉冲的超快光激发已经成为动态控制材料的新工具。由于大多数实验都是用飞秒脉冲激发，固体中大多数光致现象的典型寿命只有几皮秒。然而，许多科学应用需要更长的驱动脉冲和寿命。在这里，我们描述了一个中红外泵浦太赫兹探测设置的基础上的CO $\mathrm{_2}$激光播种10.6 $\mathrmμ$ m波长的脉冲从光参量放大器，本身泵浦的Ti：Al $\mathrm{_2}$ O $\mathrm{_3}$激光。种子CO $\mathrm{_2}$激光器的输出产生纳秒持续时间的高功率脉冲，其与飞秒激光器同步。因此，这些脉冲可以通过用飞秒种子激光脉冲的复制品照射的等离子体反射镜切割它们的前边缘和后边缘来调谐脉冲持续时间。实现了从5 ps到1.3 ns的可变脉冲长度，并用于中红外泵浦，太赫兹探测实验，探测脉冲由飞秒激光器产生和电光采样。
2020-11-23 physics.optics
Femtosecond laser-induced sub-wavelength plasma inside dielectrics: III. Terahertz radiation emission
太赫兹（THz）频率范围内的电磁辐射在遥感和时域光谱学中的应用是非常感兴趣的。激光诱导等离子体是产生太赫兹辐射的理想介质。最近的研究表明，飞秒贝塞尔脉冲在飞秒激光器中聚焦可以产生高纵横比的超临界等离子体。在这里，我们表明，强烈的共振驱动的静电场在所谓的临界表面导致太赫兹辐射发射。通过三维粒子模拟和解析推导，我们研究了太赫兹辐射的发射。我们表明，太赫兹辐射与双极性电场的双层中捕获的热电子人口。
2023-01-11 physics.comp-ph physics.optics physics.plasm-ph
Nonlinear terahertz-wave radiation generated by mid-infrared dual-chirped optical parametric amplification femtosecond pulse laser excitation
我们证明了一个有效的程序太赫兹波辐射产生的非线性波长转换方法，使用中红外泵浦源。采用3.3 μm双啁啾光参量放大光源和1.5 μm光纤激光器进行了能量转换效率的比较。实验中使用了非线性无机和有机晶体，对于极化的锂酸盐晶体，3.3 μm和1.5 μm光源的效率分别为1.3*10^-4和5.6*10^-12。我们证实了非线性晶体可以通过使用中红外光源以太瓦/厘米^2级泵浦，这减少了一些不期望的非线性光学效应。
2021-02-17 physics.app-ph 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 vortex wave generation in air plasma by two-color femtosecond laser pulses
研究了基波和二次谐波激光脉冲在空气等离子体中产生相位奇异的宽带太赫兹脉冲。我们发现，当第二谐波光束携带涡旋电荷时，太赫兹光束也获得涡旋结构。这种太赫兹涡旋的一般特征是强度沿着方位角调制，这可以归因于两个泵浦谐波之间的空间变化的相对相位差。完全空间和时间分辨的数值模拟表明，泵的横向不稳定性进一步影响沿非线性传播的发射太赫兹场，这产生额外的奇异性，从而导致丰富的涡旋结构。预测的强度调制实验证明与热摄像机，在良好的协议与模拟结果。利用柱面镜对光束进行光学变换，揭示了实验中存在的相位奇异性。
2019-06-14 physics.optics physics.plasm-ph
Room-temperature high-average-power strong-field terahertz source based on industrial high-repetition-rate femtosecond laser
针对传统激光器产生高平均功率强场太赫兹的局限，本研究利用工业级高重复率 ytterbium 飞秒激光通过优化倾斜脉冲前泵浦配置，实现高平均功率THz源，为相关应用提供新方案。
2025-04-19 physics.optics
Observation of Kerr nonlinearity and Kerr-like nonlinearity induced by terahertz generation in LiNbO$_3$
飞秒激光脉冲与LiNbO 3相互作用在太赫兹波的产生、声子极化激元的激发和成像以及光的调制等方面有着广泛的应用。研究飞秒激光脉冲在铌酸锂中的非线性效应具有重要意义。利用光泵浦探测技术，研究了激光脉冲与LiNbO 3相互作用下，由太赫兹波引起的Kerr非线性效应和类Kerr非线性效应。结果表明，由于太赫兹波与激光脉冲之间的相位失配，类克尔非线性效应对泵浦-探测光谱的贡献随相互作用长度的变化而变化。我们还观察到了低频声子极化激元的激发。实验结果与理论计算相一致。
2019-05-08 physics.optics
Quantum Hydrodynamic Framework of Coherent Terahertz Emission in MXenes Driven via Engineered Femtosecond Waveforms
University of Tehran（德黑兰大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
本文开发了一种多尺度密度矩阵理论，结合紧束缚哈密顿量与Redfield主方程，揭示了MXenes中相干太赫兹发射的微观机制，为增强宽带太赫兹产生提供了设计策略。
2026-09-22 physics.atom-ph physics.comp-ph physics.optics
Terahertz streaking of few-femtosecond relativistic electron beams
光电子的激光条纹效应被广泛应用于阿秒极紫外脉冲的时间特性研究。最近，这项技术已被用来表征飞秒x射线脉冲在自由电子激光与条纹印的远红外和太赫兹（THz）脉冲。在这里，我们报告成功实现太赫兹条纹的时间戳的超短相对论电子束的能量是几个数量级高于光电子。这种能力是特别重要的MeV超快电子衍射（UED）的应用，其中电子束与几个飞秒脉冲宽度可以获得纵向压缩，而到达时间可能会波动在一个更大的时间尺度。利用这种激光驱动的太赫兹条纹技术，超短电子束的脉冲宽度为6 fs（rms）的到达时间已被确定为1.5 fs（rms）的精度。此外，我们已经提出并证明了一种非侵入性的方法，通过测量压缩光束的能量，这可能会允许一个推进UED对子10 fs的前沿远远超过~100 fs（rms）的抖动与飞秒精度的定时抖动的校正。
2018-05-10 physics.acc-ph physics.atm-clus physics.ins-det
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
Terahertz control of relativistic electron beams for femtosecond bunching and laser-synchronized temporal locking
本文提出利用激光产生的多周期太赫兹脉冲驱动电子能量调制并结合磁压缩，实现高能电子束的飞秒级压缩与激光同步时间锁定，为自由电子激光和超快电子衍射等提供新途径。
2025-08-28 physics.acc-ph physics.app-ph physics.optics
Visualizing femtosecond dynamics with ultrafast electron probes through terahertz compression and time-stamping
在原子尺度上可视化超快动力学需要具有飞秒时间分辨率的时间分辨泵浦探测表征。对于具有完全相对论性电子束团探针的单次激发超快电子衍射（UED），现有技术受到可实现的电子束团长度、电荷和定时抖动的限制。我们提出了第一个实验演示泵浦探测UED与太赫兹驱动的压缩和时间戳，使UED探头前所未有的时间分辨率。该技术利用两个反向传播的准单周期太赫兹脉冲产生的两个OH-1有机晶体耦合到一个优化的太赫兹压缩机结构。光激发铋膜的超快动力学表现出改进的时间分辨率从178 fs下降到85 fs时，太赫兹压缩UED探头使用没有时间戳校正。此外，我们使用一种新型的时间戳技术来揭示太赫兹激发的单晶金薄膜动态响应中的瞬态振荡，这是标准UED以前无法实现的，实现了低至5 fs的时间戳时间分辨率。
2021-04-12 physics.acc-ph 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
Ultrafast active plasmonics: transmission and control of femtosecond plasmon signals
我们报告说，飞秒表面等离子体激元脉冲可以沿着金属-电介质波导传播，并且它们可以通过金属的直接超快光激发在飞秒时间尺度上进行调制，从而提供前所未有的太赫兹等离子体带宽-这是下一代纳米光子器件的表面等离子体激元作为信息载体的发展中缺少的关键组成部分。
2008-07-16 physics.optics
Brillouin laser-driven terahertz oscillator up to 3 THz with femtosecond-level timing jitter
本文提出一种基于光纤腔受激布里渊散射的双波长激光方案，结合光注入锁定和单行载流子光电二极管，在300 GHz至3 THz范围内实现相位噪声低于-100 dBc/Hz、定时抖动低于10 as/√Hz的太赫兹波生成，为可调谐太赫兹源的光谱纯度树立了新基准。
2023-11-29 physics.ins-det physics.optics
Mechanism of femtosecond laser ablation revealed by THz emission spectroscopy
我们研究了飞秒激光烧蚀动力学太赫兹时域光谱。为了阐明材料的击穿动力学，我们专注于带电粒子的运动，并测量了激光烧蚀过程中发射的太赫兹波。结果表明，库仑力在烧蚀过程中起主导作用。此外，实验结果与理论模型的比较表明，材料击穿发生在几百飞秒。我们的实验结果表明，静电烧蚀是最有可能的烧蚀机制的金属。
2023-03-12 physics.optics
Optimization of high performance spintronic terahertz sources
为了实现高效率、高性能的自旋电子太赫兹辐射源，提出并验证了一种利用飞秒激光脉冲驱动的W/CoFeB/Pt磁性纳米薄膜，在发射器上不携带磁体的情况下，实现连续稳定的太赫兹脉冲辐射的剩余磁化方法.系统地研究了抽运中心波长的影响，找出了固定样品厚度时的最佳抽运波长。优化了抽运光的入射角，发现斜入射的抽运光可以提高发光效率。结合上述优化，我们最终获得可比的辐射效率和宽带光谱的W/CoFeB/Pt异质结相比，从1 mm厚的ZnTe非线性晶体通过光整流在相同的泵浦条件下的脉冲宽度为100 fs的钛：蓝宝石激光振荡器，这是以前没有证明在这样的脉冲宽度。我们相信我们的观察不仅有利于深入了解飞秒自旋动力学的物理学，而且有助于开发新颖且具有成本效益的超宽带自旋电子太赫兹发射器。
2019-01-31 physics.optics
Directional terahertz emission from diffusion-engineered InAs structures
我们设计并制作了一种新型的太赫兹（THz）辐射器，由于瞬态电偶极子的横向分布，沿表面法线方向辐射THz波。使用传统的太赫兹时域光谱方案与飞秒光脉冲的激发和测量进行。InAs层上的波纹反射镜图案使辐射沿表面法线方向定向，并且通过调整图案宽度来控制发射效率。
2012-08-26 physics.optics
Scalable terahertz generation by large-area optical rectification at 80 TW laser power
我们展示了高能量太赫兹产生从一个大口径（75毫米直径）的锂硼酸盐晶片通过使用飞秒激光能量高达2 J。该方案利用光学整流在散装锂硼酸盐晶体，其中最太赫兹能量是从一个薄层的后表面发射。尽管其简单的设置，该方案可以产生0.19 mJ的太赫兹能量，激光到太赫兹的转换效率为~ 0.01%，约3倍，比ZnTe在800 nm泵浦时。实验装置是可升级的多兆焦耳太赫兹产生与拍瓦激光泵浦。
2019-07-17 physics.optics
Generation of 0.7 mJ multicycle 15 THz radiation by phase-matched optical rectification in lithium niobate
我们证明了有效的多兆太赫兹脉冲产生在14.6太赫兹从大面积的锂钛酸盐晶体通过使用高能量（高达2 J）飞秒钛：蓝宝石激光脉冲。这种太赫兹辐射是由锂离子电池中的相位匹配光学整流产生的。在实验上，我们实现了最大太赫兹能量为0.71 mJ的转换效率为$\sim$ 0.04%。我们还发现，最佳太赫兹转换的有效相互作用长度是从根本上限制太赫兹吸收，激光脉冲的材料色散拉伸，和太赫兹诱导的非线性级联效应的驱动激光脉冲。
2020-03-26 physics.optics
Coherently controlled generation of single-cycle terahertz pulses from thin layer of nonlinear medium with low-frequency resonances
提出了一种利用飞秒光脉冲训练经非线性谐振介质反射产生单周期太赫兹脉冲的新方案。我们的方法是基于低频振荡和自由感应衰减介质中的相干控制。产生的THz脉冲的特定单周期形状需要平面波前和近场检测。我们的理论结果为产生单周期波形可调谐太赫兹脉冲提供了一种新的、简单的、高效的方法。
2019-07-26 physics.optics
Phonon drag as a mechanism of delayed terahertz response of metals
A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院阿·瓦·加波诺夫-格列霍夫应用物理研究所）
研究通过声子拖拽解释金属在飞秒激光照射下太赫兹脉冲的延迟响应，揭示了非平衡声子对脉冲波形和频谱的影响，并预测高能量下宏观变形波增强非线性拖拽力。
2026-04-15 cond-mat.other physics.optics
Strong-Field Terahertz Control of Plasmon Induced Opacity in Photoexcited Metamaterial
一种由辐射缝隙天线和次辐射互补开口环谐振器组成的太赫兹超材料，由于耦合振子亮模和暗模之间的相消干涉，在很窄的光谱范围内表现出等离子体激元诱导的不透明性。飞秒光激发瞬间淬灭模式耦合和等离子体激元振荡，将光载流子注入超材料中。耦合超材料中的等离子体共振被强太赫兹脉冲瞬时恢复。强太赫兹场诱导光生载流子的谷间散射和带间隧穿，并实现光生载流子迁移率的显著降低。非线性太赫兹相互作用的超快动力学揭示了光生载流子和等离子体激元振荡之间复杂的相互作用。等离子体激元振荡的高场THz控制意味着超高速等离子体激元的潜在应用。
2020-09-03 physics.optics
Multicycle terahertz pulse generation by optical rectification in LiNbO$_3$, LiTaO$_3$, and BBO crystals
我们报道了飞秒激光脉冲在块状铌酸锂（LiNbO $_3$）晶体中相位匹配光整流产生的14.8 THz的多频、窄带太赫兹辐射。我们的实验和模拟表明，当输入激光脉冲具有高啁啾时，输出的太赫兹能量大大增强，这与通常的光整流过程相反。我们发现这种反常的行为归因于线性电光（或Pockels）效应，其中在LiNbO $_3$中传播的激光脉冲被其产生的太赫兹场调制，这反过来又驱动光学整流更有效地产生太赫兹场。这种共振级联效应可以大大提高太赫兹转换效率时，输入激光脉冲适当的预啁啾与额外的三阶色散。我们还观察到类似的多兆太赫兹发射钽酸锂（LiTaO $_3$）在14太赫兹和硼酸钡（BBO）在7太赫兹，10.6太赫兹，和14.6太赫兹，所有产生的窄带相位匹配光整流。
2020-05-23 physics.optics
Intense widely-controlled terahertz radiation from laser-driven wires
本研究提出用强飞秒激光照射细金属丝产生沿丝表面传播的放电波以发射特性可控的强太赫兹辐射的方案，验证了其鲁棒性、通用性及数百分点的高转换效率，为太赫兹辐射的可控产生提供了新途径。
2022-10-27 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Optical excitation of surface plasmons and terahertz emission from metals
提出了飞秒激光脉冲作用下金属光栅产生太赫兹辐射的微观理论。与以前的模型相比，只考虑金属内部的低频电流，而不考虑电子发射。所提出的模型是基于等离子体增强的热效应，并解释了光到太赫兹转换的谐振特性，给出了充分的估计的完整的信号能量。数值模拟再现了特定的实验特征，如太赫兹响应的延迟特性和当光栅深度太大时的低转换效率。
2019-05-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Moderate-terahertz-induced plateau expansion of high-order harmonic generation to soft X-ray region
Duy Tan University（越南科技大学）；Van Lang University（文郎大学）；Ton Duc Thang University（胡志明市铁城大学）；Ho Chi Minh City University of Education（胡志明市教育大学）；M. V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）
本研究通过THz辅助高阶谐波生成，展示了弱THz场可扩展截止点至软X射线区域，揭示了电子长程运动对超快电子动力学的实时跟踪路径。
2026-02-01 physics.optics quant-ph
Terahertz emission from metal nanoparticles due to ultrafast heating
我们从理论上证明，超快加热的金属纳米粒子的激光脉冲应导致产生的相干太赫兹（THz）辐射的热再分布过程中。结果表明，飞秒激光脉冲作用后，电子温度随时间变化的梯度诱导了低频粒子极化，其特征时间尺度约为几分之一皮秒。在定向金属图案的情况下，可以通过改变单个颗粒的几何形状来控制THz脉冲波形。这封信中提出的产生机制可以用来解释最近的实验太赫兹产生的金属纳米粒子和纳米结构。
2017-12-21 physics.app-ph physics.optics
Relativistic light synthesis of femtosecond sawtooth pulses
研究了利用相对论振荡镜产生高次谐波产生飞秒激光脉冲。对于斜入射的$p$偏振激光脉冲，通过改变等离子体-真空界面处的等离子体密度梯度，可以有效地控制前几个谐波的强度。通过适当选择激光振幅和入射角，产生的谐波可以形成毫焦耳飞秒脉冲。该方案不依赖于相位操纵和/或脉冲同步，如在现有技术的方法。与传统双色激光脉冲相比，这种双色激光脉冲可以使激光-等离子体相互作用中产生的超短太赫兹脉冲提高一个数量级.
2018-09-04 physics.optics physics.plasm-ph
Single-Shot Local Measurement of Terahertz Correlated Second Harmonic Generation in Laser Air Plasma Filaments
提出一种基于光学探针混入飞秒激光空气等离子体丝的单次检测太赫兹相关二次谐波产生的方法，利用时空畸变探针束在CCD上获取轨迹，实现了22 fs/pixel分辨率，为无带宽限制的单次THz检测开辟了途径。
2023-10-20 physics.optics
Generation of terahertz radiation from ionizing two-color laser pulses in Ar filled metallic hollow waveguides
数值研究了电离双色飞秒脉冲在充氩金属空芯波导中传输产生太赫兹辐射的过程。我们观察到频谱的低频部分的强烈重塑。也就是说，经过几毫米的传播，频谱从数百GHz扩展到~150 THz。对于较长的传输距离，近单周期的近红外脉冲与波长约4.5 μ m的获得适当的光谱滤波，效率高达0.25%。
2010-02-24 physics.optics physics.plasm-ph
Sub-harmonic resonant excitation of confined acoustic modes at GHz frequencies with a high-repetition-rate femtosecond laser
我们提出了亚谐波共振光激发飞秒激光作为一种新的方法表征的声子和纳米机械系统在千兆赫兹到太赫兹的频率范围。这种方法适用于调查的限制声模式在一个独立的半导体膜。通过调谐飞秒激光的重复频率，通过机械共振的次谐波，我们放大了机械振幅，直接测量的线宽与兆赫的分辨率，推断的相干激发的振动态的寿命，准确地确定系统的品质因数，并确定与飞秒分辨率的机械运动的振幅。
2010-12-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz emission from anomalous Hall effect in a single-layer ferromagnet
我们报告太赫兹辐射从一个单层铁磁体，其中包括产生回流的非热电荷电流从铁磁体/电介质界面飞秒激光激发和随后的转换的电荷电流的横向瞬态电荷电流通过反常霍尔效应，从而产生太赫兹辐射。通过在铁磁体的厚度方向上引入磁化梯度，可以增强或抑制THz发射，甚至可以反转极性。与先前报道的自旋电子THz发射器不同，它不需要额外的非磁性层或Rashba界面。
2019-10-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
High-repetition-rate terahertz and ultraviolet radiation for high-throughput ultrafast electron diffraction
Max-Born-Institut（马克斯·玻恩研究所）
本文提出了一种基于Yb:KGW激光器的高重复率太赫兹和紫外辐射源，实现了高平均功率的非线性转换，适用于超快电子衍射和光谱研究。
2026-01-05 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
Terahertz hyperspectral imaging with dual chip-scale combs
高光谱成像是一种允许创建多色图像的技术。在太赫兹波长下，它已成为许多应用的重要工具，从非电离癌症诊断和药物表征到非破坏性人工制品测试。当代太赫兹成像系统通常依赖于基于光纤的近红外飞秒激光器的非线性光学下转换，需要复杂的光学系统。在这里，我们展示了基于太赫兹量子级联激光器的芯片级频率梳的高光谱成像。双梳是自由运行的，并发出相干太赫兹辐射，覆盖220 GHz的带宽在3.4太赫兹，每线约10 μW。双梳光谱的快速采集速率与梳的单片设计、可扩展性和芯片级尺寸的组合对于生物医学和制药工业中的未来成像应用具有高度吸引力。
2018-12-09 physics.app-ph physics.optics
Spatiotemporal attosecond control of electron pulses via subluminal terahertz waveforms
利用光的周期对电子束进行整形可以在电子显微镜中提供飞秒和阿秒的时间分辨率，并实现基本的量子相干测量。然而，有效的光-电子控制需要两个光束之间的长时间相互作用，以将光子能量和动量级联转移到自由传播的电子。在这里，我们报告使用的行波倏逝太赫兹波，以实现速度匹配，从而在空间和时间上的高加速度梯度。通过实验和模拟，我们展示了阿秒条纹，时间脉冲压缩，加速和空间聚焦的亚相对论电子脉冲与一个单一的倏逝波元件的控制下选定的太赫兹延迟和相位。基于这些结果，我们提出了使用一个对称的安排与两个倏逝太赫兹波产生孤立的阿秒电子脉冲在一个光束与现实的参数。这些结果建立亚光速太赫兹波作为一个有前途的工具，超快电子脉冲控制。
2022-06-28 physics.acc-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
Terahertz emission from laser-driven gas-plasmas: a plasmonic point of view
我们揭示了激光诱导气体等离子体中等离子体激元和非线性频率下转换之间的一种意想不到的联系。对于双色飞秒泵浦脉冲，等离子体激元共振显着拓宽太赫兹发射光谱。我们确定的共振作为一个泄漏模式，这有助于发射光谱，每当电子被激发沿等离子体的尺寸小于等离子体波长的方向。作为一个直接的结果，这样的共振可以通过改变椭圆形驱动激光脉冲的偏振特性来控制。实验结果和3D Maxwell一致性模拟都证实，通过利用横向驱动激光束形状作为额外的自由度，可以实现显着的太赫兹脉冲缩短和光谱展宽。
2018-11-20 physics.optics physics.plasm-ph
Ultrabroadband single-cycle terahertz pulses with peak fields of 300 kV cm$^{-1}$ from a metallic spintronic emitter
为了探索金属自旋电子薄膜叠层作为强和宽带太赫兹电磁场的来源的能力，我们激发W/CoFeB/Pt三层的大面积玻璃基板（直径为7.5厘米）的飞秒激光脉冲（能量5.5 mJ，持续时间40 fs，波长800 nm）。在聚焦之后，所发射的太赫兹脉冲被测量为具有230 fs的持续时间、300 kV cm $^{-1}$的峰值场和5 nJ的能量。特别是，波形表现出从1到10太赫兹在10%的幅度最大值的无间隙频谱，从而促进在这个难以达到的频率范围内和亚皮秒时间尺度上对物质的非线性控制。
2017-03-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Boosting terahertz generation in laser-field ionized gases using a sawtooth wave shape
利用飞秒双色脉冲电离惰性气体产生等离子体可以产生宽带超短太赫兹脉冲。在这里，我们证明，通过使用多频激光脉冲，可以获得一个波形，优化自由电子的轨迹，以这样一种方式，他们达到最高的速度在电场极值。这允许将THz转换效率提高到百分比水平，这是气体中THz产生的前所未有的性能。除了使用本地电流模型的太赫兹产生的分析研究，我们进行全面的三维模拟占传播效应，证实了这一预测。我们的研究结果表明，通过隧道电离的太赫兹转换可以大大提高与精心设计的双脉冲。
2014-12-16 physics.optics physics.plasm-ph
Enhanced broadband Terahertz radiation from two colour laser pulse interaction with thin dielectric solid target in air
我们报告增强宽带太赫兹（THz）的产生和详细的表征飞秒双色激光脉冲与薄的透明介质带目标在环境空气中的相互作用。该光源易于实现，具有良好的可扩展性与激光能量。使用傅里叶变换光谱仪的光谱特性表明，在0.1 - 10 THz的THz区域，相对于环境空气中的常规双色激光等离子体源，产额提高了150%以上。此外，源光谱扩展到40 THz，通量增强> 30%。实验结果，以及支持与二维粒子在细胞模拟建立瞬态光电流的非对称激光脉冲与空气等离子体的相互作用，以及近固体密度等离子体上形成的磁带表面是负责增强太赫兹产生。该源将是有用的多学科活动和基于实验室的太赫兹源的持续应用。
2020-12-18 physics.optics physics.plasm-ph
Programmable Generation of Terahertz Bursts in Chirped-Pulse Laser Amplification
激光脉冲的放大脉冲串被寻求用于各种加工、沉积、光谱和强场应用。标准的频域和时域技术的脉冲分割成为不足时，内突发重复率达到太赫兹（THz）的范围，作为无法访问的光谱分辨率的结果，要求干涉的稳定性，和崩溃的啁啾脉冲放大（CPA）的概念，由于安全的时间拉伸所需的可用带宽的损失。避免突发放大的挑战，并诉诸于一个有损后分割的孤立的激光脉冲后，CPA离开频域和时域技术的局限性未解决。在这封信中，我们展示了一种方法，成功地结合了太赫兹脉冲的振幅和相位整形，形成使用游标效应，从CPA再生放大器的频谱模式和有效的能量提取的主动稳定。作为概念的证明，飞秒近红外脉冲的放大突发通过光学整流被下转换成可调谐的太赫兹频率脉冲。
2020-08-08 physics.optics
Asynchronous Terahertz-field sampling with soliton microcombs
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Fraunhofer Institute for Telecommunications, Heinrich Hertz Institute（弗劳恩霍夫电信研究所海因里希赫兹研究所）；Institute of Experimental Physics, University of Hamburg UHH（汉堡大学实验物理研究所）
该研究提出基于两款片上孤子微梳的异步太赫兹场采样方案，利用其25 GHz超高脉冲重复频率降低死时间，无需主动反馈即可实现相干平均，最高达100 kHz采集速率，动态范围优异，可用于快速太赫兹场采样。
2026-10-14 physics.optics
Enhancement of Spintronic Terahertz Emission via Annealing in Ferromagnetic Heterostructures
系统研究了退火效应对飞秒激光脉冲驱动下CoFeB基磁性纳米薄膜产生太赫兹波的影响。通过退火效应，W/CoFeB的THz产额提高了3倍，Pt/CoFeB的THz产额提高了2倍。退火效应的机制源于晶化引起的热电子平均自由程的增加，这一点得到了时域光谱太赫兹透射测量的实验证实。退火后的厚度依赖的太赫兹效率的比较研究，我们最终得出结论，退火和厚度优化是重要的放大太赫兹强度。我们的观测不仅加深了对自旋电子太赫兹辐射机制的理解，而且为高速自旋电子光电器件的研究提供了正常的平台。
2019-02-03 physics.app-ph physics.optics
Experimental study of a terahertz time-domain spectrometer based on photoconductive antenna
构建了一个基于光导天线（PCA）的太赫兹时域光谱仪（THz-TDS）系统。具有80 MHz重复率的800 nm钛蓝宝石飞秒激光器提供泵浦和探测激光脉冲，其具有45 fs脉冲宽度（可短至15 fs）和高达400 mW的功率。两个商业PCA与34 μ m和6 μ m的间隙大小分别用作发射器和接收器。我们通过测量其绝对辐射太赫兹功率，光谱带宽，信噪比（SNR），动态范围和焦平面光束轮廓来表征该系统。我们进一步分析了THz-TDS系统的噪声来源，并具体讨论了提高DR和SNR的可能性。此外，利用该系统研究了PCA对激光功率、偏置电压、光斑位置和激光偏振态等参数的响应。
2014-08-08 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
Average-power scalability of multi-cycle terahertz sources based on periodically poled lithium niobate stacks
本文首次研究了基于PPLN晶圆堆叠的窄带多周期太赫兹源的高平均功率可扩展性，通过高能量飞秒激光器在10-kHz下实现26.4 mW输出，并揭示了强透镜效应的限制及缓解策略。
2025-09-16 physics.optics
Towards Intense Ultra-Broadband High Repetition Rate Terahertz Sources Based on Organic Crystals [Invited]
本文综述了基于BNA、DAST、DSTMS、OH1和HMQ-TMS等有机晶体实现高重复率、高平均功率超宽带太赫兹源的最新进展，重点分析了其非线性与热学性质及未来方向。
2023-10-27 physics.optics
Terahertz frequency conversion at plasma-induced time boundary
该研究通过实验与理论分析飞秒激光产生的等离子体超快时间边界，揭示宽带太赫兹波的红移、蓝移及振幅变化机制，凸显时间边界在频谱工程中的优势。
2025-07-28 physics.optics physics.plasm-ph
Parallel-Plate Waveguides for Terahertz-Driven MeV Electron Bunch Compression
我们展示了波导的电磁性能飞秒电子束团的操纵和压缩与强场太赫兹（THz）脉冲。压缩器结构是一个无色散的指数锥形平行板波导（PPWG），可以沿一维聚焦单周期太赫兹脉冲。我们显示了锥形PPWG结构的测试结果，使用电光采样（EOS）在相互作用区域的峰值场至少为300 kV/cm给定0.9 uJ的入射太赫兹能量。我们还提出了一种改进的锥形PPWG的短接设计，以更好地操纵光束和减少磁场作为双馈方法的替代方案。作为一个例子，我们表明，与5 uJ的太赫兹能量，PPWG压缩2.5 MeV的电子聚束的压缩因子超过4，实现聚束长度约18 fs。
2019-05-07 physics.acc-ph physics.optics
Intense terahertz radiation via the transverse thermoelectric effect
太赫兹（THz）辐射是一种强大的工具，具有广泛的应用范围，从成像，传感和宽带通信到光谱学和材料的非线性控制。THz技术的未来发展取决于开发高效、结构简单的THz发射器，这些发射器可以在先进的小型化设备中实现。在这里，我们展示了如何自然的层状导电过渡金属氧化物的电子各向异性，使通过横向热电效应产生强烈的太赫兹辐射。在切边衬底上生长的薄膜中，飞秒激光脉冲产生超快的面外温度梯度，这又启动面内热电流，从而允许将所得的THz场有效地发射出膜结构。我们证明了这种方案在实验上的层状金属PdCoO2和La1.84Sr0.16CuO4的薄膜，并提出模型计算，阐明的强度和光谱特性的发射太赫兹场的材料参数的影响。由于其简单性，该方法开辟了一个有前途的途径，高度通用的太赫兹源和可集成的发射器元件的发展。
2022-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz spin currents in nanoscale spatial resolution
本研究提出自旋电子学太赫兹发射纳米显微镜（STEN）方法，实现纳米尺度超快太赫兹自旋电流的高效注入与相干检测，突破衍射极限并推动高频自旋电子纳米器件发展。
2023-07-01 physics.optics
