刻划微棱锥抗反射层的GaP太赫兹波发射器

刘丰; 胡晓堃; 栗岩锋; 邢岐荣; 胡明列; 柴路; 王清月

doi:10.7498/aps.61.040703

摘要

报道了利用出射面加工有微棱锥结构抗反射层的GaP晶体THz发射器产生超快THz脉冲. 基于微结构界面等效折射率渐变原理, 设计并利用超精密微加工技术在GaP块状THz发射器出射面加工了亚波长微棱锥结构层, 用以提高所产生的THz波的耦合输出. 实验验证了该微结构层能提高所产生的THz波的耦合输出效率, 并能够有效散射剩余抽运光, 提高系统运转的稳定性.

关键词:

We present the generation of terahertz pulses from a bulk GaP emitter fabricated with a micro-pyramid anti-reflection output coupling layer. The anti-reflection layer is designed by the graded effective refractive index principle. The micro-pyramid structure is manufactured by micro fabrication technique. The experimental results demonstrate that the micro structure layer can not only increase the output coupling efficiency but also scatter the transmitted pump power.

Keywords:

作者及机构信息

1.
天津大学精密仪器与光电子工程学院, 超快激光研究室, 太赫兹波研究中心, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973)项目(批准号: 2007CB310408, 2010CB327604和2011CB808101), 国家自然科学基金(批准号: 61077083, 61027013, 60838004和61078028), 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 200800560026), 全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(批准号: 2007B34), 高等学校学科创新引智计划(批准号: B07014)和教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: NCET-07-0597)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Ultrafast Laser Laboratory, Center for Terahertz Waves, College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology (Ministry of Education), Tianjin University, Tianjin 300072, China

Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant Nos. 2007CB310408, 2010CB327604 and 2011CB808101), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61077083, 61027013, 60838004 and 61078028), the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 200800560026), FANEDD (Grant No. 2007B34), 111 Project (Grant No. B07014), and NCET (Grant No. NCET-07-0597).

参考文献

[1]	Tonouchi M 2007 Nature Photon. 1 97
[2]	Hebling J, Yeh K L, Hoffmann M C, Nelson K A 2008 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14 345
[3]	Lang L Y, Xing Q R, Li S X, Mao F L, Chai L, Wang Q Y 2004 Chin. Opt. Lett. 2 677
[4]	Han P Y, Tani M, Usami M, Kono S, Kersting R, Zhang X C 2001 J. Appl. Phys. 89 2357
[5]	Ralph S E, Perkowitz S, Katzenellenbogen N, Grischkowsky D 1994 J. Opt. Soc. Am. B 11 2528
[6]	Wang C, Gong J, Xing Q, Li Y, Liu F, Zhao X, Chai L, Wang C, Zheltikov A M 2010 J. Biophot. 3 641
[7]	Chen H, Wang L 2009 Chin. Phys. B 18 2785
[8]	Yang Y P, Feng S, Feng H, Pan X C, Wang Y Q, Wang W Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 027802 (in Chinese) [杨玉平, 冯帅, 冯辉, 潘学聪, 王义全, 王文忠 2011 60 027802]
[9]	He Y T, Jiang W S, Zhang Y D, Fan G L 2010 Chin. Opt. Lett. 8 162
[10]	Blanchard F, Razzari L, Bandulet H C, Sharma G, Morandotti R, Kieffer J C, Ozaki T, Reid M, Tiedje H F, Haugen H K, Hegmann F A 2007 Opt. Express 15 13212
[11]	Liu F, Song Y J, Xing Q R, Hu M L, Li Y F, Wang C L, Chai L, Zhang W L, Zheltikov A M, Wang C Y 2010 IEEE Photon. Technol. Lett. 22 814
[12]	Walsh D A, Browne P G, Dunn M H, Rae C F 2010 Opt. Express 18 13951
[13]	Vodopyanov K L 2008 Laser & Photon. Rev. 2 11
[14]	Naftaly M, Dudley R 2009 Opt. Lett. 34 674
[15]	Fülöp J A, Pálfalvi L, Almási G, Hebling J 2010 Opt. Express 18 12311
[16]	Gatesman A J, Waldman J, Ji M, Musante C, Yngvesson S 2000 IEEE Microw. Guided W. 10 264
[17]	Chen YW, Han P Y, Zhang X C 2009 Appl. Phys. Lett. 94 041106
[18]	Kuroo S, Oyama S, Shiraishi K, Sasho H, Fukushima K 2010 Appl. Opt. 49 2806
[19]	Zhou C L, Li X D, Wang W J, Zhao L, Li H L, Diao H W, Cao X N 2011 Acta Phys. Sin. 60 038201 (in Chinese) [周春兰, 励旭东, 王文静, 赵雷, 李海玲, 刁宏伟, 曹晓宁 2011 60 038201]
[20]	Brückner C, Pradarutti B, Stenzel O, Steinkopf R, Riehemann S, Notni G, Tünnermann A 2007 Opt. Express 15 779
[21]	Fang F Z, Xiong Z, Hu X T 2006 J. Micromech. Microeng. 16 214
[22]	Wang Y B, Wang C L, Xing Q R, Liu F, Li Y F, Chai L, Wang Q Y, Fang F Z, Zhang X D 2009 Appl. Opt. 48 1998
[23]	Zhang X , Hu M L , Song Y J , Chai L , Wang C Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 1863 (in Chinese) [张鑫, 胡明列, 宋有建, 柴路, 王清月 2010 59 1863]
[24]	Zhang Y Y , Zhang C , Hu M L , Wang S J , Song Y J , Chai L , Wang C Y 2010 Chin. Phys. B 19 014212
[25]	Hoffmann M C, Turchinovich 2010 Appl. Phys. Lett. 96 151110
[26]	Liu F, Li Y F, Xing Q R, Wang C L, Hu M L, Chai L, Wang C Y 2011 Chin. Opt. Lett. 9 S10201

施引文献

[1]	Tonouchi M 2007 Nature Photon. 1 97
[2]	Hebling J, Yeh K L, Hoffmann M C, Nelson K A 2008 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14 345
[3]	Lang L Y, Xing Q R, Li S X, Mao F L, Chai L, Wang Q Y 2004 Chin. Opt. Lett. 2 677
[4]	Han P Y, Tani M, Usami M, Kono S, Kersting R, Zhang X C 2001 J. Appl. Phys. 89 2357
[5]	Ralph S E, Perkowitz S, Katzenellenbogen N, Grischkowsky D 1994 J. Opt. Soc. Am. B 11 2528
[6]	Wang C, Gong J, Xing Q, Li Y, Liu F, Zhao X, Chai L, Wang C, Zheltikov A M 2010 J. Biophot. 3 641
[7]	Chen H, Wang L 2009 Chin. Phys. B 18 2785
[8]	Yang Y P, Feng S, Feng H, Pan X C, Wang Y Q, Wang W Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 027802 (in Chinese) [杨玉平, 冯帅, 冯辉, 潘学聪, 王义全, 王文忠 2011 60 027802]
[9]	He Y T, Jiang W S, Zhang Y D, Fan G L 2010 Chin. Opt. Lett. 8 162
[10]	Blanchard F, Razzari L, Bandulet H C, Sharma G, Morandotti R, Kieffer J C, Ozaki T, Reid M, Tiedje H F, Haugen H K, Hegmann F A 2007 Opt. Express 15 13212
[11]	Liu F, Song Y J, Xing Q R, Hu M L, Li Y F, Wang C L, Chai L, Zhang W L, Zheltikov A M, Wang C Y 2010 IEEE Photon. Technol. Lett. 22 814
[12]	Walsh D A, Browne P G, Dunn M H, Rae C F 2010 Opt. Express 18 13951
[13]	Vodopyanov K L 2008 Laser & Photon. Rev. 2 11
[14]	Naftaly M, Dudley R 2009 Opt. Lett. 34 674
[15]	Fülöp J A, Pálfalvi L, Almási G, Hebling J 2010 Opt. Express 18 12311
[16]	Gatesman A J, Waldman J, Ji M, Musante C, Yngvesson S 2000 IEEE Microw. Guided W. 10 264
[17]	Chen YW, Han P Y, Zhang X C 2009 Appl. Phys. Lett. 94 041106
[18]	Kuroo S, Oyama S, Shiraishi K, Sasho H, Fukushima K 2010 Appl. Opt. 49 2806
[19]	Zhou C L, Li X D, Wang W J, Zhao L, Li H L, Diao H W, Cao X N 2011 Acta Phys. Sin. 60 038201 (in Chinese) [周春兰, 励旭东, 王文静, 赵雷, 李海玲, 刁宏伟, 曹晓宁 2011 60 038201]
[20]	Brückner C, Pradarutti B, Stenzel O, Steinkopf R, Riehemann S, Notni G, Tünnermann A 2007 Opt. Express 15 779
[21]	Fang F Z, Xiong Z, Hu X T 2006 J. Micromech. Microeng. 16 214
[22]	Wang Y B, Wang C L, Xing Q R, Liu F, Li Y F, Chai L, Wang Q Y, Fang F Z, Zhang X D 2009 Appl. Opt. 48 1998
[23]	Zhang X , Hu M L , Song Y J , Chai L , Wang C Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 1863 (in Chinese) [张鑫, 胡明列, 宋有建, 柴路, 王清月 2010 59 1863]
[24]	Zhang Y Y , Zhang C , Hu M L , Wang S J , Song Y J , Chai L , Wang C Y 2010 Chin. Phys. B 19 014212
[25]	Hoffmann M C, Turchinovich 2010 Appl. Phys. Lett. 96 151110
[26]	Liu F, Li Y F, Xing Q R, Wang C L, Hu M L, Chai L, Wang C Y 2011 Chin. Opt. Lett. 9 S10201

[1]	刘鸿江, 刘逸飞, 谷付星. 基于深度学习的微纳光纤自动制备系统. , 2024, 73(10): 104207. doi: 10.7498/aps.73.20240171
[2]	侯晨阳, 孟凡超, 赵一鸣, 丁进敏, 赵小艇, 刘鸿维, 王鑫, 娄淑琴, 盛新志, 梁生. “机器微纳光学科学家”: 人工智能在微纳光学设计的应用与发展. , 2023, 72(11): 114204. doi: 10.7498/aps.72.20230208
[3]	李家祥, 王慧琴, 徐和庆, 张华, 冯艳, 董美彤. 基于序列二次规划算法的超小尺寸微纳波长分束器的逆向设计. , 2023, 72(19): 194101. doi: 10.7498/aps.72.20230892
[4]	郭金坤, 赵泽佳, 凌进中, 袁影, 王晓蕊. 软物质激光微纳加工技术. , 2022, 71(17): 174203. doi: 10.7498/aps.71.20220625
[5]	阳润恒, 安顺, 尚文, 邓涛. 仿生辐射制冷的研究进展. , 2022, 71(2): 024401. doi: 10.7498/aps.71.20211854
[6]	李庚霖, 贾曰辰, 陈峰. 绝缘体上铌酸锂薄膜片上光子学器件的研究进展. , 2020, 69(15): 157801. doi: 10.7498/aps.69.20200302
[7]	李含灵, 曹炳阳. 微纳尺度体点导热的拓扑优化. , 2019, 68(20): 200201. doi: 10.7498/aps.68.20190923
[8]	李潇男, 关国荣, 刘忆琨, 梁浩文, 张爱琴, 周建英. 矢量光共焦扫描显微系统纳米标准样品的制备与物理测量精度. , 2019, 68(14): 148102. doi: 10.7498/aps.68.20190252
[9]	付成花. 微纳粒子光学散射分析. , 2017, 66(9): 097301. doi: 10.7498/aps.66.097301
[10]	赵泽宇, 刘晋侨, 李爱武, 牛立刚, 徐颖. 基于微腔-抗反射谐振杂化模式的吸收增强型有机太阳能电池的理论研究. , 2016, 65(24): 248801. doi: 10.7498/aps.65.248801
[11]	陈礼诚, 张冬仙, 章海军, 王旭龙琦. 基于微纳结构与金属纳米层的颜色调控技术研究. , 2015, 64(3): 038102. doi: 10.7498/aps.64.038102
[12]	侯建平, 赵晨阳, 杨楠, 郝建苹, 赵建林. 微纳光纤端面反射特性的实验测量方法. , 2013, 62(14): 144216. doi: 10.7498/aps.62.144216
[13]	胡兴雷, 孙雅洲, 梁迎春, 陈家轩. 单晶硅微纳构件加工表面性能的时变性研究. , 2013, 62(22): 220704. doi: 10.7498/aps.62.220704
[14]	胡晓堃, 李江, 李贤, 陈耘辉, 栗岩锋, 柴路, 王清月. 太赫兹波发射晶体的亚波长微棱锥增透结构的设计与实验研究. , 2013, 62(6): 060701. doi: 10.7498/aps.62.060701
[15]	李世雄, 白忠臣, 黄政, 张欣, 秦水介, 毛文雪. 激光诱导等离子体加工石英微通道机理研究. , 2012, 61(11): 115201. doi: 10.7498/aps.61.115201
[16]	刘杰, 刘邦武, 夏洋, 李超波, 刘肃. 等离子体浸没离子注入制备黑硅抗反射层及其光学特性研究. , 2012, 61(14): 148102. doi: 10.7498/aps.61.148102
[17]	庄须叶, 刘永顺, 王淑荣, 吴一辉, 张平. 基于微加工工艺的光纤消逝场传感器及其长度特性研究. , 2009, 58(4): 2501-2506. doi: 10.7498/aps.58.2501
[18]	熊毅, 张向军, 张晓昊, 温诗铸. 微纳间隙受限液体的界面黏着机理研究. , 2009, 58(3): 1826-1832. doi: 10.7498/aps.58.1826
[19]	刘世元, 顾华勇, 张传维, 沈宏伟. 基于修正等效介质理论的微纳深沟槽结构反射率快速算法研究. , 2008, 57(9): 5996-6001. doi: 10.7498/aps.57.5996
[20]	许兴胜, 熊志刚, 孙增辉, 杜伟, 鲁琳, 陈弘达, 金爱子, 张道中. 半导体量子阱材料微加工光子晶体的光学特性. , 2006, 55(3): 1248-1252. doi: 10.7498/aps.55.1248

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