掺硫硒化镓晶体在太赫兹波段的光学特性

利用太赫兹时域光谱技术测量了掺硫硒化镓（GaSe1-xSx）晶体在太赫兹波段的光学参数,包括折射系数、吸收系数等。使用自由空间电光取样法获得了太赫兹电磁波的脉冲波形,对不同硫掺杂量的硒化镓晶体进行了研究,在硫的掺杂量为0,0.01,0.14,0.26,0.37时,在0.22.0 THz测得了GaSe1-xSx的折射系数、吸收系数等光学参数。此外还在吸收光谱上观察到E′^（2）和E″^（2）两个声子振动模态,其强度与频率会随着硫的掺杂量而改变,且即使是微量的硫掺杂也会影响吸收光谱上的声子振动模态。最后,在相位匹配ee-e的条件下,模拟了利用锁模钛蓝宝石激光使此类晶体产生太赫兹辐射的可能性。

整形超短激光脉冲与硒化镓晶体光整流效应的可调谐宽带太赫兹波产生

从非线性光学基本原理出发研究了整形超短激光脉冲与硒化镓晶体光整流效应产生的可调谐宽带太赫兹辐射,并采用数值计算对上述过程进行了仿真研究,探索了整形激光脉冲参数对太赫兹辐射的影响。研究发现,利用4F整形系统调节激光频谱分量获得的整形超短激光脉冲与硒化镓晶体的光整流效应可以产生频谱可调的宽带太赫兹辐射,并且可以使太赫兹脉冲的中心频率由高频部分向低频部分调制,同时带宽也会发生一定的变化。

中远红外及太赫兹波段非线性晶体硒化镓

中远红外及太赫兹波段激光在国防和民用领域都有非常突出和迫切的需求,硒化镓(GaSe)晶体是一综合性能优异的红外非线性光学材料,通过差频产生和光学参量振荡可实现这两个波段的可调谐激光输出。综述了GaSe晶体及掺杂晶体在合成、生长、掺杂性能及差频产生中远红外及太赫兹辐射方面的最新研究成果,重点介绍了GaSe晶体及掺杂晶体的光学、力学性能,非线性性能及它们在频率转换方面的应用性能。通过全面的分析找出综合性能最优的掺杂晶体种类。

能产生远红外辐射的GaSe晶体

美国空军研究实验室和Lehigh大学的研究人员用一块GaSe晶体产生出具有宽可调范围的中远红外辐射,其长波可延伸至28μm以外,其4μm波长处的峰值功率达2.2kW。该装置采用了差频发生原理。

大尺寸GaSe单晶生长和光学性能

通过双温区法合成了GaSe多晶原料,单次合成量可达300 g以上。通过垂直Bridgman–Stockbarger法生长了直径40 mm、长度130 mm的GaSe单晶体,测定了热学和光学性能。结果显示:吸收系数小于1 cm^–1的透过波段为0.64μm^17.80μm,吸收系数小于0.1 cm^–1的透过波段为0.64μm^12.82μm;太赫兹光谱显示有2个吸收峰,分别在0.58 THz和1.10 THz处,吸收系数均小于5.5 cm^–1;GaSe单晶体的激光损伤阈值为3.2 J/cm^2。