和频、差频共存的太赫兹波上转换探测理论分析

• 作者: 尹晓琴 范书振 李永富 张行愚 刘兆军 赵显 方家熊
• 来源期刊: 中国激光
• 关键词: 非线性光学 上转换 差频与和频共存 太赫兹波探测 单光子探测
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 太赫兹技术|Terahertz Technology
• 页码范围: 371-377
• 页数: 7页
• 分类号: O441.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.1214001

摘要

基于非线性频率上转换的太赫兹波探测技术具有灵敏度高、响应速度快、可室温操作等优点,现有理论研究中仅考虑了差频转换或和频转换,而这与实验中观察到的二者共存的物理现实并不一致.本文提出了在非线性频率转换过程中差频与和频共存时的理论方程,并以DAST晶体为例模拟分析了不同晶体厚度及泵浦强度下的太赫兹波探测情况.理论计算表明:和频、差频共存下各波变化趋势与单差频或单和频情况有所不同;和频过程的存在会降低差频过程的效率,若只考虑差频,则结果将有所偏差.在特定实验条件下,同时利用差频光与和频光,总信号输出强度更大,其探测效率高于单差频的情况;存在一个最佳的晶体厚度,使得总信号输出最强.进一步计算表明,基于非线性频率上转换的太赫兹单光子探测有可能实现.