太赫兹波因其独特的光谱和成像特性,被越来越多的用在无损检测,环境监控,质量监控和生物医学上。研究人员发现通过太赫兹波的偏振特性,能够研究反铁磁性物质和超材料的手性,测量材料的磁光响应。通过太赫兹霍尔效应,太赫兹波的偏振态也能够定量测量半导体的载流子密度和迁移率。然而,由于太赫兹波源的发展,传统的固体太赫兹探测器因为其探测带宽和探测能量上限,已经无法满足超宽带(> 10 THz)高能量的(> 0.1 mJ)的太赫兹波源。太赫兹波空气相干探测则能很好的作为这种新型太赫兹源的探测器。
为了使太赫兹波空气相干探测能够更精确地测量物质在宽带高能太赫兹波下的偏振特性,武汉光电国家实验室太赫兹团队通过实验和理论研究了这种探测方法的偏振特性。研究发现,通过改变探测光的偏振方向,太赫兹波感生二次谐波的偏振方向,强度和椭球率受到空气等离子体的双折射影响。所以,在空气相干探测中,太赫兹波的偏振方向并不能通过传统的太赫兹波偏振测量方法来确定。研究进一步提出了通过空气相干探测精确测量太赫兹波偏振方向的方法,并且提出太赫兹波空气相干探测也能用在定量测量其他气体的双折射效应。
该研究成果发表在Optics Letters (Vol. 39, No. 14, pp. 4096-4099, 2014)上。该工作得到陆军研究处的多学科大学研究计划和罗切斯特大学新兴市场和创新科学基金支持。 发表的文章全文链接为:
http://www.opticsinfobase.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-39-14-4096
图1 空气相干探测的偏振特性测量系统图
图2 太赫兹波感生二次谐波的强度随探测光偏振方向的变化
图3 太赫兹波感生二次谐波的椭球率和偏振方向随探测光偏振方向的变化
(责任编辑:陈智敏)