ИСТИНА

Целью работы являлось экспериментальное и теоретическое исследование процессов генерации и детектирования импульсов терагерцового излучения, основанных на нелинейно-оптическом преобразовании частоты фемтосекундных лазерных импульсов в кристаллах с регулярной доменной структурой. Актуальность обусловлена как фундаментальным интересом к проблемам, связанным с квазисинхронными процессами оптико-терагерцовых преобразований частоты, так и задачами развития методов генерации, детектирования и применения электромагнитного излучения терагерцового диапазона частот. В работе получены следующие основные результаты: 1. Экспериментально показано, что применение широкоапертурных периодически поляризованных кристаллов ниобата лития с ростовой доменной структурой вместо кристаллов ниобата лития, поляризованных во внешнем поле, не приводит к заметному увеличению эффективности генерации терагерцового излучения, однако является ключевым условием для квазисинхронного детектирования терагерцовых импульсов. 2. Впервые осуществлено электрооптическое детектирование терагерцовых импульсов в квазисинхронном режиме. 3. Предложен и впервые экспериментально реализован новый метод электрооптического детектирования импульсов терагерцового излучения, основанный на пробно-энергетическом подходе. Показано, что отношение спектральных эффективностей детектирования при применении нового и традиционного подходов определяется отношением терагерцовых и оптических частот, а также функций нелинейной передачи используемых кристаллов. Также показано, что пробно-энергетическая схема может функционировать на основе более широкого ряда высокоэффективных нелинейно-оптических кристаллов — без ограничений, накладываемых на тип симметрии кристаллической решетки. 4. Методом фемтосекундной накачки-зондирования исследованы условия коллинеарной и неколлинеарной генерации терагерцовых волн в объёме протяженных образцов периодически поляризованных кристаллов. Показано, что при генерации терагерцовых импульсов в периодически поляризованных кристаллах ниобата лития перестройка по частоте возможна как за счет изменения периода доменной структуры, так и за счет изменения ее ориентации относительно направления распространения оптической накачки. 5. Исследовано влияние примеси магния в кристаллах ниобата лития на дисперсии действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости в терагерцовом диапазоне. Показано, что наличие магния приводит к значительному уменьшению коэффициента поглощения за счет уменьшения силы осциллятора низкочастотного оптического фонона. Впервые использованы методы рассеяния света на поляритонах и метод трехволновой интерференции для измерения дисперсионных характеристик кристаллов в терагерцовом диапазоне спектра.