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【2h】

Broadband THz absorption spectrometer based on excitonic nonlinear optical effects

机译：基于激子非线性光学效应的宽带太赫兹吸收光谱仪

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摘要

A broadly tunable THz source is realized via difference frequency generation, in which an enhancement to χ(3) that is obtained via resonant excitation of III–V semiconductor quantum well excitons is utilized. The symmetry of the quantum wells (QWs) is broken by utilizing the built-in electric-field across a p–i–n junction to produce effective χ(2) processes, which are derived from the high χ(3). This χ(2) media exhibits an onset of nonlinear processes at ~4 W cm−2, thereby enabling area (and, hence, power) scaling of the THz emitter. Phase matching is realized laterally through normal incidence excitation. Using two collimated 130 mW continuous wave (CW) semiconductor lasers with ~1-mm beam diameters, we realize monochromatic THz emission that is tunable from 0.75 to 3 THz and demonstrate the possibility that this may span 0.2–6 THz with linewidths of ~20 GHz and efficiencies of ~1 × 10–5, thereby realizing ~800 nW of THz power. Then, transmission spectroscopy of atmospheric features is demonstrated, thereby opening the way for compact, low-cost, swept-wavelength THz spectroscopy.
机译：通过产生差频来实现可调谐的太赫兹源，其中利用了通过IIIV半导体量子阱激子的共振激发获得的χ（3）的增强。利用跨越ap–i–n结的内置电场来产生有效的χ（2）过程，从而打破了量子阱（QWs）的对称性。 （3）。这种χ（2）介质在〜4 W cm -2 处表现出非线性过程，从而实现了THz发射器的面积（因此，功率）缩放。通过法向入射激励在侧面实现相位匹配。使用两个直径约为1mm的准直130 mW连续波（CW）半导体激光器，我们实现了从0.75到3 THz可调的单色THz发射，并证明了线宽约为20时跨度0.2–6 THz的可能性GHz和约1×10 –5 的效率，从而实现约800 nW的太赫兹功率。然后，演示了大气特征的透射光谱学，从而为紧凑，低成本，扫频太赫兹光谱学开辟了道路。

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