反射几何构型下太赫兹自旋发射器的平均功率缩放
光学
2022-06-08 v2
摘要
金属自旋太赫兹发射器因在各种激发机制下提供超宽带、无间隙的太赫兹发射，且制备可靠、可扩展性优异，已成为成熟方案。然而，迄今为止，其在高平均功率激发下以高重复频率获得强太赫兹场方面的潜力尚未得到深入研究。在本文中，我们利用 Yb 光纤激发源（在 400 kHz 重复频率下提供 18.5 W 平均功率，时间上压缩至 27 fs 脉冲宽度）探究了三层自旋发射器的功率缩放行为。我们确认，带有背面冷却的反射几何构型非常适用于高平均功率激发机制下的此类发射器。为理解限制机制，我们通过改变激光重复频率，将平均功率与脉冲能量对太赫兹功率生成的影响分离开来。我们的结果表明，若发射器被有效冷却，在该高平均功率、高重复频率激发机制下，转换效率仍主要依赖于入射能量密度。利用这些发现，我们优化了转换效率，在背面冷却反射几何构型的最高激发功率下达到 5e-6。我们的发现为利用具有数百瓦平均功率的最先进飞秒源，将自旋发射器发出的太赫兹辐射功率缩放至 mW 量级，从而实现具有高重复频率的超宽带强场太赫兹源提供了指导。
引用
@article{arxiv.2112.09582,
title = {Average power scaling of THz spintronic emitters in reflection geometry},
author = {Tim Vogel and Alan Omar and Samira Mansourzadeh and Frank Wulf and Natalia Martín Sabanés and Melanie Müller and Tom S. Seifert and Alexander Weigel and Gerhard Jakob and Mathias Kläui and Ioachim Pupeza and Tobias Kampfrath and Clara J. Saraceno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09582},
year = {2022}
}
备注
The following article has been submitted to Optics Express. 18 pages, 8 figures