本申请公开了一种太赫兹波发射器及其制备方法,涉及太赫兹光电器件技术领域,该太赫兹波发射器包括激光源以及粘贴在一起的晶面指数均为(0001)的第一石英单晶片和第二石英单晶片,通过设置第一石英单晶片处于第一目标方位角,第二石英单晶片处于第二目标方位角,且第二目标方位角相对于第一目标方位角旋转60°或180°或300°,从而,在具有偏振方向的飞秒激光的激发下,第一石英单晶片和第二石英单晶片产生的极性相同的太赫兹波峰值相位相同,使得第一石英单晶片和第二石英单晶片产生的极性相同的太赫兹波峰值相叠加,延长有效相位匹配长度,使得最终产生的太赫兹波的强度得到显著提高,且发射器结构简单,制备方法简单,成本低。
背景技术
太赫兹波一般被定义为频率在0.1 THz~10 THz的电磁波,太赫兹波所覆盖的频段范围也被称为“Terahertz gap”,太赫兹波由于处于特殊波段,具有很多优异特性,例如穿透性、安全性以及指纹性等,在材料科学与物质科学的研究中有重要意义。由于太赫兹波波段介于微波与红外波之间,难以用传统的电子学与光子学手段产生和探测,因此在过去很多年里人们对该波段的电磁波研究甚少。近年来,随着超快激光技术以及高精度电路工艺的进步,太赫兹技术迎来快速发展。
产生与探测是太赫兹技术中的关键环节,因此太赫兹波发射器是太赫兹系统中的关键器件。现有产生太赫兹波的光子学方法有光电导法和光学整流法等。其中,光电导法是利用光电效应,将光辐射照射到半导体材料上,激发其中的载流子,载流子在偏置电场的驱动下加速移动,产生太赫兹辐射,光电导天线是利用光电导法产生太赫兹波的重要装置;但在光电导天线技术中,材料固有的声子吸收限制了所产生的太赫兹波的强度与带宽,且光电导天线的造价昂贵。光学整流法是利用超短激光脉冲入射到非线性晶体中,利用非线性晶体的非线性效应产生太赫兹脉冲波;但在光学整流法中,激发光和所产生的太赫兹光在非线性晶体内的相位匹配情况会严重影响所产生太赫兹波的频带宽度和强度。
现有产生太赫兹波的电子学方法如新型的基于自旋电子学的太赫兹波发射器,其利用飞秒激光脉冲激发材料中的自旋电子,通过自旋电子的相互作用和传播,产生太赫兹波。相较于新型的基于自旋电子学的太赫兹波发射器,光学整流法利用非线性晶体的非线性效应产生太赫兹波更加简单,并且产生的太赫兹波强度更大。但如何克服太赫兹波发射器中非线性晶体的相位匹配问题以提高太赫兹波强度,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实现思路