相比于ZnTe、LiNbO₃等無機(jī)晶體，DAST、DSTMS等有機(jī)晶體在太赫茲頻段具有更高的非線性系數(shù)和更低的吸收系數(shù)。在之前的研究中，一般采用波長1200至1700nm的紅外超短脈沖激光泵浦有機(jī)晶體，以實(shí)現(xiàn)更好的相位匹配，獲得更高的太赫茲轉(zhuǎn)化效率。然而，獲得這一波段的高能量超短激光脈沖需要利用OP(CP)A等技術(shù)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，這不但大大降低了能量轉(zhuǎn)化效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，而且提高了設(shè)備成本和復(fù)雜度。近年來，超快Yb激光因其在低成本、高功率、小型化等方面的優(yōu)勢受到科研界和工業(yè)界的重視。以Yb激光直接驅(qū)動(dòng)晶體產(chǎn)生太赫茲波，為集成化太赫茲源的開發(fā)提供了思路，也為相關(guān)科學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展帶來契機(jī)。

本研究闡述了超短脈沖激光泵浦有機(jī)晶體光整流產(chǎn)生太赫茲波的相位匹配條件，并分析了太赫茲頻率、相干長度等與泵浦激光的依賴關(guān)系。研究團(tuán)隊(duì)利用Yb激光泵浦有機(jī)晶體DSTMS產(chǎn)生強(qiáng)場太赫茲。通過設(shè)計(jì)太赫茲波段相位匹配，優(yōu)化泵浦激光脈沖寬度和功率密度等條件，獲得單脈沖能量0.4 μJ，峰值場強(qiáng)236 kV/cm的強(qiáng)場太赫茲波，頻譜覆蓋0.1-6 THz，激光-太赫茲波能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到0.22%。以上相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了Yb激光泵浦有機(jī)晶體產(chǎn)生毫瓦級高功率強(qiáng)場太赫茲波的可行性，為相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和應(yīng)用推廣提供一種新型的集成化太赫茲光源方案。