Конференция ''Сверхбыстрые оптические явления (UltrafastLight-2023)'' 2-4 октября 2023 г., Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН
Ультрафиолетовая, инфракрасная и терагерцовая оптика

Эффективная генерация ТГц излучения фотопроводящим источником с локализацией носителей заряда в высокоаспектных плазмонных электродах

Д. С. Пономарев^ab, Д. В. Лаврухин^ba, А. Э. Ячменев^ba, Р. Р. Галиев^a, Р. А. Хабибуллин^ba, Ю. Г. Гончаров^c, К. И. Зайцев<sup>c

a</sup> Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники им. В. Г. Мокерова РАН, 117105 Москва, Россия
^b Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, 105005 Москва, Россия
^c Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, 119991 Москва, Россия

Аннотация: Предложено, теоретически обосновано и экспериментально исследовано влияние высоты плазмонного электрода $h$ и отношения между высотой и периодом субволновой периодичной металлической (плазмонной) решетки $h/p$ в фотопроводящем излучателе на эффективность генерации терагерцового (ТГц) излучения. С помощью численного моделирования определены оптимальные параметры плазмонной решетки, соответствующие максимальному пропусканию импульса лазерной накачки через решетку. Показано, что одновременное увеличение параметров $h$ и $h/p$ приводит к эффективному возбуждению лазерным излучением накачки с длиной волны 800 nm плазмонных мод, что сопровождается увеличением мощности генерации ТГц излучения до 10$^4$ раз по сравнению с традиционным фотопроводящим излучателем без решетки. При этом интегральная мощность генерации излучения составляет более 5 $\mu$W в полосе частот 0.1–4 ТГц, при эффективности конверсии $\sim$0.2%. Разработанный дизайн плазмонной решетки также эффективен для регистрации ТГц импульсов в современных системах ТГц спектроскопии и визуализации.

Ключевые слова: терагерцовая наука и техника, терагерцовая импульсная спектроскопия, элементная база терагерцовой оптотехники, фотопроводящая антенна, плазмонная решетка, локализация оптического поля, полупроводники.

Поступила в редакцию: 11.12.2023
Исправленный вариант: 09.01.2024
Принята в печать: 16.01.2024

DOI: 10.61011/OS.2024.01.57558.1-24

Реферативные базы данных:

•