近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室在基于有機晶體的強場太赫茲光源研究中取得進展。相關研究成果以Generation and characterization of intense terahertz pulses from DSTMS crystal為題，發(fā)表在《光學快報》（Optics Express）上。

太赫茲波因獨特的頻率和時間特性，在基礎科學研究以及信息等應用領域具有重要價值。當太赫茲場強達到MV/cm量級，可以實現(xiàn)對材料物性的超快調控，包括調控電子、聲子、自旋等基礎物性以及誘導材料相變等。長期以來，強場太赫茲波的產生技術匱乏是限制其廣泛應用的主要因素。隨著激光技術的發(fā)展，超短脈沖激光驅動晶體中的光整流效應，為強場太赫茲波的產生提供了可靠方案。

該工作基于上海光機所新一代超強超短脈沖激光綜合實驗裝置，利用高能紅外激光驅動有機晶體DSTMS發(fā)生光整流效應，通過優(yōu)化相位匹配條件，獲得單脈沖能量175μJ、峰值場強17MV/cm的強場太赫茲波，能量轉化效率達到2%，頻譜覆蓋0.1-4.5THz。研究人員采用電光采樣、頻譜分析等手段，對太赫茲波的時域、頻域、泵浦功率密度依賴等特性進行系統(tǒng)分析。該工作推動了太赫茲波段的強場光源研究，為強場太赫茲物性調控提供了優(yōu)異的驅動光源。

研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院儀器設備研制項目、中國科學院人才引進計劃、中國科學院穩(wěn)定支持基礎研究領域青年團隊計劃等的支持。

強場太赫茲波的產生和表征。（a）太赫茲時域波形；（b）太赫茲頻譜；（c）太赫茲能量和轉化效率與泵浦功率密度的依賴關系。