Generation of Intense Few-Cycle Terahertz Radiation in Organic Crystals Pumped by 1.24-μm Multigigawatt Chirped Laser Pulses

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

It has been shown that the spectrum of intense few-cycle terahertz radiation generated in a DAST organic crystal can be controlled by chirping 1.24-μm pump femtosecond laser radiation of a chromium forsterite laser system. It has been found that an increase in the linear chirp of generating radiation results in the narrowing of the spectrum of terahertz radiation and its redshift. The simulation of the generation of terahertz radiation within the model of three-wave mixing has shown that this effect is due to a change in the phase matching width of the degenerate generation of the difference frequency of terahertz range. In addition, the comparative analysis of terahertz radiation spectra generated in DAST, DSTMS, OH1, and BNA organic crystals indicates that the spectral–temporal properties of terahertz radiation can be more roughly controlled by choosing an appropriate crystal. The proposed approach to control the terahertz radiation spectrum by chirping the pump pulse provides the foundation for spectroscopic studies using intense terahertz radiation with controlled spectral–temporal properties.

About the authors

B. V Rumyantsev

Faculty of Physics, Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Email: potemkin@physics.msu.ru

A. V Pushkin

Faculty of Physics, Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Email: potemkin@physics.msu.ru

D. Z Suleymanova

Faculty of Physics, Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Email: potemkin@physics.msu.ru

N. A Zhidovtsev

Faculty of Physics, Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Email: potemkin@physics.msu.ru

F. V Potemkin

Faculty of Physics, Moscow State University, 119991, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: potemkin@physics.msu.ru

References

  1. C. Vicario, A. V. Ovchinnikov, S. I. Ashitkov, M. B. Agranat, V. E. Fortov, and C. P. Hauri, Opt. Lett. 39(23), 6632 (2014).
  2. X. Ch. Zhang, A. Shkurinov, and Y. Zhang, Nat. Photonics 11(1), 16 (2017).
  3. Sh. Fleischer, Y. Zhou, R. W. Field, and K. A. Nelson, Phys. Rev. Lett. 107(16), 163603 (2011).
  4. D. Afanasiev, J. R. Hortensius, B. A. Ivanov, A. Sasani, E. Bousquet, Y. M. Blanter, R. V. Mikhaylovskiy, A. V. Kimel, and A. D. Caviglia, Nat. Mater. 20(5), 607 (2021).
  5. T. L. Cocker, V. Jelic, R. Hillenbrand, and F. A. Hegmann, Nat. Photonics 15(8), 558 (2021).
  6. M. Plankl, P. E. Faria Junior, F. Mooshammer, T. Siday, M. Zizlsperger, F. Sandner, F. Schiegl, S. Maier, M. A. Huber, M. Gmitra, J. Fabian, J. L. Boland, T. L. Cocker, and R. Huber, Nat. Photonics 15(8), 594 (2021).
  7. E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. Dwayne Miller, and F. X. K¨artner, Nat.Commun. 6(1), 8486 (2015).
  8. H. Tang, L. Zhao, P. Zhu, X. Zou, J. Qi, Y. Cheng, J. Qiu, X. Hu, W. Song, D. Xiang, and J. Zhang, Phys. Rev. Lett. 127(7), 074801 (2021).
  9. I. V. Il'ina, D. S. Sitnikov, and M. B. Agranat, High Temperature 56, 789 (2018).
  10. O. V. Chefonov, A. V. Ovchinnikov, S. A. Romashevskiy, X. Chai, T. Ozaki, A. B. Savel'ev, M. B. Agranat, and V. E. Fortov, Opt. Lett. 42(23), 4889 (2017).
  11. V. Jelic, K. Iwaszczuk, P. H. Nguyen, Ch. Rathje, G. J. Hornig, H. M. Sharum, J. R. Ho man, M. R. Freeman, and F. A. Hegmann, Nat. Phys. 13(6), 591 (2017).
  12. C. Vicario, M. Jazbinsek, A.V. Ovchinnikov, O. V. Chefonov, S. I. Ashitkov, M. B. Agranat, and C. P. Hauri, Opt. Express 23(4), 4573 (2015).
  13. M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguere, A. Lotti, A. Couairon, F. L'egar'e, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, Phys. Rev. Lett. 110(25), 253901 (2013).
  14. V. Y. Fedorov and S. Tzortzakis, Phys. Rev. A 97(6), 063842 (2018).
  15. K. Shibuya, K. Nawata, Y. Nakajima, Y. Fu, E. J. Takahashi, K. Midorikawa, T. Yasui, and H. Minamide, Appl. Phys. Express 14(9), 092004 (2021).
  16. C. Gollner, M. Shalaby, C. Brodeur, I. Astrauskas, R. Jutas, E. Constable, L. Bergen, A. Baltuˇska, and A. Pugˇzlys, APL Photonics 6(4), 046105 (2021).
  17. J. Li, R. Rana, L. Zhu, C. Liu, H. Schneider, and A. Pashkin, Opt. Express 29(14), 22494 (2021).
  18. T. Hattori and K. Takeuchi, Opt. Express 15(13), 8076 (2007).
  19. K. Ravi, W. R. Huang, S. Carbajo, X. Wu, and F. K¨artner, Opt. Express 22(17), 20239 (2014).
  20. A. Schneider, M. Neis, M. Stillhart, B.Ruiz, R. U. A. Khan, and P. Gu¨nter, JOSA B 23(9), 1822 (2006).
  21. Ch. Bosshard, R. Spreiter, L. Degiorgi, and P. Gu¨nter, Phys. Rev. B 66(20), 205107 (2002).
  22. P. D. Cunningham and L. M. Hayden, Opt. Express 18(23), 23620 (2010).
  23. M. Stillhart, A. Schneider, and P. Gu¨nter, JOSA B 25(11), 1914 (2008).
  24. E. A. Migal, D. Z. Suleimanova, and F. V. Potemkin, Quantum Electron. 51(7), 601 (2021).
  25. H. Zhao, Y. Tan, T. Wu, G. Steinfeld, Y. Zhang, C. Zhang, L. Zhang, and M. Shalaby, Appl. Phys. Lett. 114(24), 241101 (2019).
  26. J. M. Khosro an and B. A. Garetz, Appl. Opt. 22(21), 3406 (1983).
  27. E. A. Migal, F. V. Potemkin, and V. M. Gordienko, Laser Phys. Lett. 16(4), 045401 (2019).
  28. E. A. Migal, S. Yu. Stremoukhov, and F. V. Potemkin, Phys. Rev. A 101(2), 021401 (2020).
  29. E. Migal, A. Pushkin, N. Minaev, B. Bravy, and F. Potemkin, Opt. Lett. 47(4), 985 (2022).
  30. B. V.Rumiantsev, K. E. Mikheev, A. V. Pushkin, E. A. Migal, S. Yu. Stremoukhov, and F. V. Potemkin, JETP Lett. 115(7), 390 (2022).
  31. B. V.Rumiantsev, A. V. Pushkin, K E. Mikheev, and F. V. Potemkin, JETP Lett. 116(10), 683 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».