近期，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在基于有机晶体的强场太赫兹光源研究中取得进展。相关研究成果以Generation and characterization of intense terahertz pulses from DSTMS crystal为题，发表在《光学快报》(Optics Express)上。
太赫兹波因独特的频率和时间特性，在基础科学研究以及信息等应用领域具有重要价值。当太赫兹场强达到MV/cm量级，可以实现对材料物性的超快调控，包括调控电子、声子、自旋等基础物性以及诱导材料相变等。长期以来，强场太赫兹波的产生技术匮乏是限制其广泛应用的主要因素。随着激光技术的发展，超短脉冲激光驱动晶体中的光整流效应，为强场太赫兹波的产生提供了可靠方案。
该工作基于上海光机所新一代超强超短脉冲激光综合实验装置，利用高能红外激光驱动有机晶体DSTMS发生光整流效应，通过优化相位匹配条件，获得单脉冲能量175μJ、峰值场强17MV/cm的强场太赫兹波，能量转化效率达到2%，频谱覆盖0.1-4.5THz。研究人员采用电光采样、频谱分析等手段，对太赫兹波的时域、频域、泵浦功率密度依赖等特性进行系统分析。该工作推动了太赫兹波段的强场光源研究，为强场太赫兹物性调控提供了优异的驱动光源。
研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院仪器设备研制项目、中国科学院人才引进计划、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等的支持。
强场太赫兹波的产生和表征。(a)太赫兹时域波形;(b)太赫兹频谱;(c)太赫兹能量和转化效率与泵浦功率密度的依赖关系。
