基于光电换能的多周期 terahertz 脉冲发生技术比较分析

对基于光电换能的多周期 terahertz 脉冲生成技术进行数值研究，关注不同 setup（晶片堆叠和倾斜脉冲前沿泵浦的锂石墨烯）在转换效率、脉冲时序形状和光谱方面的表现。考察了使用傅里叶限制脉冲、色谱脉冲、强度调制脉冲以及脉冲序列进行泵浦。晶片堆叠在泵浦脉冲持续时间为生成 terahertz 脉冲周期的 0.243 时，获得最大效率。晶片堆叠中，随着脉冲序列中脉冲数量的增加，效率大幅提升。针对 0.15 THz 频率的五周期晶片堆叠，使用单个 1.5 ps 脉冲（强度为 100 GW$^2$/cm$^2$）可实现接近 0.1% 的最大效率；使用五脉冲序列可达 0.3%。在相同脉冲序列下，十周期晶片堆叠的效率达到 0.7%。对于大型泵浦脉冲数，效率提升趋于等于泵浦脉冲对数的因子。对于给定的 terahertz 周期数，最高效率 obtain 当时晶片堆叠周期数和泵浦脉冲数均等于周期数的一半。对于相对较小的周期数，倾斜泵浦前沿 setup 发现可获得最高的转换效率。