Abstract

We report the use of optical pulse shaping to convert single femtosecond pulses into lower-intensity pulse sequences for excitation of photoconductive dipole antennas, which results in the generation of bursts of tunable narrow-band free-space terahertz radiation. Our experiments demonstrate that the use of such pulse sequences can significantly enhance the spectral amplitude of the narrow-band terahertz radiation by avoiding the saturation effects that occur with single-pulse excitation. Our technique also provides the capability for terahertz wave-form shaping.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. R. Smith, D. H. Auston, M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
    [CrossRef]
  2. D. Grischkowsky, S. Keiding, M. van Exter, Ch. Fattinger, J. Opt. Soc. Am. B 7, 2006 (1990).
    [CrossRef]
  3. B. B. Hu, M. C. Nuss, Opt. Lett. 20, 1716 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. R. A. Cheville, D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 67, 1960 (1995).
    [CrossRef]
  5. W. Sha, J. Rhee, T. Norris, W. J. Schaff, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2445 (1992).
    [CrossRef]
  6. I. Brener, P. C. M. Planken, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, L. Pfeiffer, D. E. Leaird, A. M. Weiner, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2457 (1994).
    [CrossRef]
  7. J. T. Darrow, X.-C. Zhang, D. H. Auston, J. D. Morse, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1607 (1992).
    [CrossRef]
  8. P. K. Benicewicz, J. P. Roberts, A. J. Taylor, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2533 (1994).
    [CrossRef]
  9. B. I. Greene, J. F. Federici, D. R. Dykaar, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum, Appl. Phys. Lett. 59, 893 (1991).
    [CrossRef]
  10. A. S. Weling, B. B. Hu, N. M. Froberg, D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 64, 137 (1994).
    [CrossRef]
  11. A. M. Weiner, J. P. Heritage, E. M. Kirschner, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1563 (1988).
    [CrossRef]
  12. A. M. Weiner, D. E. Leaird, J. S. Patel, J. R. Wullert, IEEE J. Quantum Electron. 28, 908 (1992).
    [CrossRef]
  13. A. M. Weiner, D. E. Leaird, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, Science 247, 1317 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
    [CrossRef]
  15. J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
    [CrossRef]

1995

B. B. Hu, M. C. Nuss, Opt. Lett. 20, 1716 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

R. A. Cheville, D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 67, 1960 (1995).
[CrossRef]

1994

1993

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

1992

A. M. Weiner, D. E. Leaird, J. S. Patel, J. R. Wullert, IEEE J. Quantum Electron. 28, 908 (1992).
[CrossRef]

J. T. Darrow, X.-C. Zhang, D. H. Auston, J. D. Morse, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1607 (1992).
[CrossRef]

W. Sha, J. Rhee, T. Norris, W. J. Schaff, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2445 (1992).
[CrossRef]

1991

B. I. Greene, J. F. Federici, D. R. Dykaar, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum, Appl. Phys. Lett. 59, 893 (1991).
[CrossRef]

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

1990

A. M. Weiner, D. E. Leaird, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, Science 247, 1317 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

D. Grischkowsky, S. Keiding, M. van Exter, Ch. Fattinger, J. Opt. Soc. Am. B 7, 2006 (1990).
[CrossRef]

1988

P. R. Smith, D. H. Auston, M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

A. M. Weiner, J. P. Heritage, E. M. Kirschner, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1563 (1988).
[CrossRef]

Auston, D. H.

A. S. Weling, B. B. Hu, N. M. Froberg, D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 64, 137 (1994).
[CrossRef]

J. T. Darrow, X.-C. Zhang, D. H. Auston, J. D. Morse, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1607 (1992).
[CrossRef]

P. R. Smith, D. H. Auston, M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

Benicewicz, P. K.

Brener, I.

Bucksbaum, P. H.

B. I. Greene, J. F. Federici, D. R. Dykaar, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum, Appl. Phys. Lett. 59, 893 (1991).
[CrossRef]

Calawa, A. R.

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

Cheville, R. A.

R. A. Cheville, D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 67, 1960 (1995).
[CrossRef]

Chuang, S. L.

Darrow, J. T.

J. T. Darrow, X.-C. Zhang, D. H. Auston, J. D. Morse, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1607 (1992).
[CrossRef]

Dykaar, D. R.

B. I. Greene, J. F. Federici, D. R. Dykaar, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum, Appl. Phys. Lett. 59, 893 (1991).
[CrossRef]

Fattinger, Ch.

Federici, J. F.

B. I. Greene, J. F. Federici, D. R. Dykaar, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum, Appl. Phys. Lett. 59, 893 (1991).
[CrossRef]

Frankel, M.

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

Froberg, N. M.

A. S. Weling, B. B. Hu, N. M. Froberg, D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 64, 137 (1994).
[CrossRef]

Greene, B. I.

B. I. Greene, J. F. Federici, D. R. Dykaar, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum, Appl. Phys. Lett. 59, 893 (1991).
[CrossRef]

Grischkowsky, D.

Gupta, S.

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

Heritage, J. P.

Hu, B. B.

B. B. Hu, M. C. Nuss, Opt. Lett. 20, 1716 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

A. S. Weling, B. B. Hu, N. M. Froberg, D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 64, 137 (1994).
[CrossRef]

Hvam, J. M.

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

Jepsen, P. H.

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

Jones, R. R.

B. I. Greene, J. F. Federici, D. R. Dykaar, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum, Appl. Phys. Lett. 59, 893 (1991).
[CrossRef]

Keiding, S.

Keiding, S. R.

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

Kirschner, E. M.

Leaird, D. E.

I. Brener, P. C. M. Planken, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, L. Pfeiffer, D. E. Leaird, A. M. Weiner, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2457 (1994).
[CrossRef]

A. M. Weiner, D. E. Leaird, J. S. Patel, J. R. Wullert, IEEE J. Quantum Electron. 28, 908 (1992).
[CrossRef]

A. M. Weiner, D. E. Leaird, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, Science 247, 1317 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

Lindelof, P. E.

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

Luo, M. S. C.

Lyssenko, V. G.

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

Morse, J. D.

J. T. Darrow, X.-C. Zhang, D. H. Auston, J. D. Morse, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1607 (1992).
[CrossRef]

Mourou, G.

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

Nelson, K. A.

A. M. Weiner, D. E. Leaird, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, Science 247, 1317 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

Norris, T.

W. Sha, J. Rhee, T. Norris, W. J. Schaff, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2445 (1992).
[CrossRef]

Nuss, M. C.

Patel, J. S.

A. M. Weiner, D. E. Leaird, J. S. Patel, J. R. Wullert, IEEE J. Quantum Electron. 28, 908 (1992).
[CrossRef]

Pedersen, J. E.

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

Pfeiffer, L.

Planken, P. C. M.

Rhee, J.

W. Sha, J. Rhee, T. Norris, W. J. Schaff, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2445 (1992).
[CrossRef]

Roberts, J. P.

Schaff, W. J.

W. Sha, J. Rhee, T. Norris, W. J. Schaff, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2445 (1992).
[CrossRef]

Sha, W.

W. Sha, J. Rhee, T. Norris, W. J. Schaff, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2445 (1992).
[CrossRef]

Smith, F. W.

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

Smith, P. R.

P. R. Smith, D. H. Auston, M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

Sorensen, C. B.

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

Taylor, A. J.

Valdmanis, J. A.

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

van Exter, M.

Weiner, A. M.

I. Brener, P. C. M. Planken, M. C. Nuss, M. S. C. Luo, S. L. Chuang, L. Pfeiffer, D. E. Leaird, A. M. Weiner, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2457 (1994).
[CrossRef]

A. M. Weiner, D. E. Leaird, J. S. Patel, J. R. Wullert, IEEE J. Quantum Electron. 28, 908 (1992).
[CrossRef]

A. M. Weiner, D. E. Leaird, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, Science 247, 1317 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

A. M. Weiner, J. P. Heritage, E. M. Kirschner, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1563 (1988).
[CrossRef]

Weling, A. S.

A. S. Weling, B. B. Hu, N. M. Froberg, D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 64, 137 (1994).
[CrossRef]

Whitaker, J. F.

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

Wiederrecht, G. P.

A. M. Weiner, D. E. Leaird, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, Science 247, 1317 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

Wullert, J. R.

A. M. Weiner, D. E. Leaird, J. S. Patel, J. R. Wullert, IEEE J. Quantum Electron. 28, 908 (1992).
[CrossRef]

Zhang, X.-C.

J. T. Darrow, X.-C. Zhang, D. H. Auston, J. D. Morse, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1607 (1992).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

R. A. Cheville, D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 67, 1960 (1995).
[CrossRef]

B. I. Greene, J. F. Federici, D. R. Dykaar, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum, Appl. Phys. Lett. 59, 893 (1991).
[CrossRef]

A. S. Weling, B. B. Hu, N. M. Froberg, D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 64, 137 (1994).
[CrossRef]

S. Gupta, M. Frankel, J. A. Valdmanis, J. F. Whitaker, G. Mourou, F. W. Smith, A. R. Calawa, Appl. Phys. Lett. 59, 25 (1991).
[CrossRef]

J. E. Pedersen, V. G. Lyssenko, J. M. Hvam, P. H. Jepsen, S. R. Keiding, C. B. Sorensen, P. E. Lindelof, Appl. Phys. Lett. 62, 1265 (1993).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

A. M. Weiner, D. E. Leaird, J. S. Patel, J. R. Wullert, IEEE J. Quantum Electron. 28, 908 (1992).
[CrossRef]

J. T. Darrow, X.-C. Zhang, D. H. Auston, J. D. Morse, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1607 (1992).
[CrossRef]

W. Sha, J. Rhee, T. Norris, W. J. Schaff, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2445 (1992).
[CrossRef]

P. R. Smith, D. H. Auston, M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Opt. Lett.

Science

A. M. Weiner, D. E. Leaird, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, Science 247, 1317 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Intensity cross-correlation measurement of the input optical excitation pulse: (a) single pulse, (b) multiple pulses. Time-domain waveforms for the THz radiation using (c) single-optical-pulse and (d) multiple-optical-pulse excitation.

Fig. 2
Fig. 2

Field spectrum of the THz radiation generated with (a) single-pulse and (b) multiple-pulse excitation at an average power of 44 mW.

Fig. 3
Fig. 3

Spectral amplitudes of the THz radiation as a function of the average excitation powers for the (a) single-and (b) multiple-optical pulse excitations. Filled symbols represent peak spectral amplitudes obtained directly from FFT’s. Open symbols represent peak amplitudes in the time domain scaled to the spectral amplitudes at ν0 by multiplication by the appropriate scale factors. Dashed curves are fits to relation (1) for (a) Fs ~350 μJ/cm2; (b) is a linear fit. Also shown are typical error bars.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

E r ( t ) E b F opt / F s 1 + F opt / F s .

Metrics