文 章 搜 索
 
最新 NEW10
1  太赫兹专利动态&nb
2  使用石墨烯,金的材料
3  荧光碳量子点的太赫兹
4  2020太赫兹科技发
5  由中红外和远红外激光
6  “太赫兹前沿进展国际
7  太赫兹专利动态&nb
8  用太赫兹光谱法测量局
9  太赫兹射线揭示皮肤下
10  盛志高等合作团队发明
热门 TOP10 点击
 太赫兹科学技术的新发 65777
 (2011.10-2 56828
 第五届全国太赫兹科学 38560
 (2011.7-20 30837
 (2012.10-2 28409
 (2011.4-20 26040
 基于光学方法的THz 25064
 石墨烯在微波光子学中 24824
 2007年国际红外与 23531
 (2012.04-2 22303
     文 章 新 闻 中 心
来自三维拓扑绝缘体的可调THz辐射
发布时间:2020-11-22 20:22:50 阅读:152

来源:RenaeKeep, SPIE;电子科技大学红外毫米波与太赫兹研究院 于曙超 编译

椭圆和圆偏振的太赫兹光束的产生。
Credit: HaihuiZhaoetal.,doi10.1117/1.AP.2.6.066003

    太赫兹(THz)波位于毫米和远红外频率范围之间,是一个电磁频带,但仍未完全识别和理解。北京航空航天大学的吴晓军(音译)带领一批研究人员积极寻求了解、产生和控制THz辐射的方法。吴指出,太赫兹波有很大的潜力扩大实际应用——从成像到信息加密,但太赫兹科学技术的发展由于缺乏足够有效的光源而受到了阻碍。

    吴的研究小组一直在研究碲化铋(Bi2Te3)的三维拓扑绝缘体,这是一种有前途的高效THz系统的基础材料。他们最近系统地研究了飞秒激光脉冲驱动的Bi2Te3纳米薄膜的THz辐射。他们发表在Advanced Photonics上的报告,论述了允许控制手性、椭圆度和主轴,具有任意可调极化状态的手性THz波的有效产生。

    根据吴的表述,碲化铋是未来基于片上拓扑绝缘子的太赫兹系统的理想选择材料,它已经在太赫兹发射、检测和调制方面展现出了良好的前景。所研究的拓扑绝缘体呈现出一种特殊的自旋动量锁定表面状态,这种状态也可以通过原子层数等各种因素进行精确的调整。吴解释说,这种THz源可以有效地辐射具有可调的手性和极化特性的线性和圆极化THz波。这将有助于THz科学的发展和在诸如超快THz光自旋电子学、基于偏振的THz光谱和成像、THz生物传感、视距THz通信和信息加密等领域的应用。

Bi2Te3偏振可调谐THz发射示意图。
(a)水平线性极化(HLP)、垂直线性极化(VLP)、左手圆极化(LCP)和右手圆极化(RCP)的飞秒激光脉冲照射到拓扑绝缘体Bi2Te3上,产生极化可调谐THz波。
(b)可以产生的宏观螺旋度相关的光电流和单向自旋电流。
(c)圆极化激光脉冲照明下的微观电子跃迁。
Credit: SPIE

    线性极化太赫兹波的产生和操纵

    吴的小组系统地研究了由飞秒激光脉冲驱动的拓扑绝缘体Bi2Te3纳米薄膜的THz辐射。他们发现,线性极化太赫兹波来源于拓扑绝缘体被线性极化泵浦光激发后Bi-Te原子之间电子密度的超快再分布所形成的位移电流。超快移电流有助于线性极化太赫兹辐射。由于Bi2Te3的晶格特性,辐射THz波总是以三倍旋转角线性极化,这取决于样品的方位角。这种可靠性使通过控制在偏振方向上的入射激光任意操纵太赫兹波偏振角变得非常方便。

    圆极化THz波的产生和操纵

    吴解释说,为了产生圆极化THz脉冲,同时调整泵浦激光偏振和样品方位角很有必要。当样品方位角固定时,由于线性光面效应(LPGE)和圆形光面效应(CPGE)的结合,研究人员还获得了具有不同椭圆度和主轴的椭圆THz光束,这是由于LPGE驱动和CPGE驱动的THz电场分量之间的固有时间延迟所致。在他们的期望范围内,他们能够通过改变入射激光螺旋度来操纵发射的THz波的手性。

    吴解释说,“螺旋度相关电流是我们获得自旋极化太赫兹脉冲的关键原因,因为我们可以通过改变螺旋度来不断调整它的幅度和极性。”本文具体讨论了圆极化太赫兹辐射的实现和控制。

    作者乐观地认为,他们的工作将有助于进一步共同理解飞秒相干控制的光-物质相互作用中的超快自旋电流,并将提供一种有效产生自旋极化太赫兹波的方式。吴指出,极化的操纵是在太赫兹源上朝着有效调整扭曲的THz波的目标迈出的一步。

 
 

    太赫兹研发网    太赫兹科学与技术在线杂志    电子学会太赫兹分会 打印本页 | 关闭窗口

版权所有© 2006-2019 太赫兹研发网 www.thznetwork.org.cn
网站地址:四川省成都市成华区建设北路二段四号 邮编:610041