Abstract

We observe terahertz emission by optical rectification of an intense 1.5-eV, 50-fs pulse in single-crystal iron thin films grown by molecular beam epitaxy. The azimuthal dependence of the emission indicates the presence of a magnetic nonlinearity and a nonmagnetic surface nonlinearity.

© 2004 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Mittleman, ed., Sensing with Terahertz Radiation (Springer-Verlag, Berlin, 2003).
    [CrossRef]
  2. M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield, Phys. Rev. B 65, 165301 (2002).
    [CrossRef]
  3. A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
    [CrossRef]
  4. K. H. Yang, P. L. Richards, and Y. R. Shen, Appl. Phys. Lett. 19, 320 (1971).
    [CrossRef]
  5. J. L. Siders, S. A. Trugman, F. H. Garzon, R. J. Houlton, and A. J. Taylor, Phys. Rev. B 61, 13633 (2000).
    [CrossRef]
  6. A. di Bona, C. Giovanardi, and S. Valeri, Surf. Sci. 498, 193 (2002).
    [CrossRef]
  7. T. Urano and T. Kanaji, J. Phys. Soc. Jpn. 57, 3403 (1988).
    [CrossRef]
  8. G. Gallot and D. Grischkowsky, J. Opt. Soc. Am. B 16, 1204 (1999).
    [CrossRef]
  9. M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
    [CrossRef]
  10. T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
    [CrossRef]
  11. R. Pan, H. D. Wei, and Y. R. Shen, Phys. Rev. B 39, 1229 (1989).
    [CrossRef]
  12. L. Duvillaret, F. Garet, and J. L. Coutaz, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 739 (1996).
    [CrossRef]
  13. E. Beaurepaire, J. C. Merle, A. Daunois, and J. Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
    [CrossRef]

2004 (1)

E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
[CrossRef]

2002 (2)

M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield, Phys. Rev. B 65, 165301 (2002).
[CrossRef]

A. di Bona, C. Giovanardi, and S. Valeri, Surf. Sci. 498, 193 (2002).
[CrossRef]

2000 (1)

J. L. Siders, S. A. Trugman, F. H. Garzon, R. J. Houlton, and A. J. Taylor, Phys. Rev. B 61, 13633 (2000).
[CrossRef]

1999 (1)

1998 (1)

M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
[CrossRef]

1996 (3)

T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
[CrossRef]

L. Duvillaret, F. Garet, and J. L. Coutaz, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 739 (1996).
[CrossRef]

E. Beaurepaire, J. C. Merle, A. Daunois, and J. Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

1994 (1)

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

1989 (1)

R. Pan, H. D. Wei, and Y. R. Shen, Phys. Rev. B 39, 1229 (1989).
[CrossRef]

1988 (1)

T. Urano and T. Kanaji, J. Phys. Soc. Jpn. 57, 3403 (1988).
[CrossRef]

1971 (1)

K. H. Yang, P. L. Richards, and Y. R. Shen, Appl. Phys. Lett. 19, 320 (1971).
[CrossRef]

Abe, H.

M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
[CrossRef]

Alexander, M.

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

Auer, H.

T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
[CrossRef]

Bakker, H. J.

T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
[CrossRef]

Beard, M. C.

E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
[CrossRef]

Beaurepaire, E.

E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
[CrossRef]

E. Beaurepaire, J. C. Merle, A. Daunois, and J. Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Bigot, J. Y.

E. Beaurepaire, J. C. Merle, A. Daunois, and J. Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Bigot, J.-Y.

E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
[CrossRef]

Bliss, D.

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

Corchia, A.

M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield, Phys. Rev. B 65, 165301 (2002).
[CrossRef]

Coutaz, J. L.

L. Duvillaret, F. Garet, and J. L. Coutaz, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 739 (1996).
[CrossRef]

Daunois, A.

E. Beaurepaire, J. C. Merle, A. Daunois, and J. Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Davies, A. G.

M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield, Phys. Rev. B 65, 165301 (2002).
[CrossRef]

Dekorsy, T.

T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
[CrossRef]

di Bona, A.

A. di Bona, C. Giovanardi, and S. Valeri, Surf. Sci. 498, 193 (2002).
[CrossRef]

Duvillaret, L.

L. Duvillaret, F. Garet, and J. L. Coutaz, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 739 (1996).
[CrossRef]

Fukasawa, R.

M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
[CrossRef]

Gallot, G.

Garet, F.

L. Duvillaret, F. Garet, and J. L. Coutaz, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 739 (1996).
[CrossRef]

Garzon, F. H.

J. L. Siders, S. A. Trugman, F. H. Garzon, R. J. Houlton, and A. J. Taylor, Phys. Rev. B 61, 13633 (2000).
[CrossRef]

Giovanardi, C.

A. di Bona, C. Giovanardi, and S. Valeri, Surf. Sci. 498, 193 (2002).
[CrossRef]

Grischkowsky, D.

Harrel, S. M.

E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
[CrossRef]

Houlton, R. J.

J. L. Siders, S. A. Trugman, F. H. Garzon, R. J. Houlton, and A. J. Taylor, Phys. Rev. B 61, 13633 (2000).
[CrossRef]

Jin, Y.

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

Johnston, M. B.

M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield, Phys. Rev. B 65, 165301 (2002).
[CrossRef]

Kanaji, T.

T. Urano and T. Kanaji, J. Phys. Soc. Jpn. 57, 3403 (1988).
[CrossRef]

Kurz, H.

T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
[CrossRef]

Larkin, J.

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

Linfield, E. H.

M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield, Phys. Rev. B 65, 165301 (2002).
[CrossRef]

Ma, X. F.

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

Matsuura, S.

M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
[CrossRef]

Merle, J. C.

E. Beaurepaire, J. C. Merle, A. Daunois, and J. Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Nakashima, S.

M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
[CrossRef]

Pan, R.

R. Pan, H. D. Wei, and Y. R. Shen, Phys. Rev. B 39, 1229 (1989).
[CrossRef]

Rice, A.

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

Richards, P. L.

K. H. Yang, P. L. Richards, and Y. R. Shen, Appl. Phys. Lett. 19, 320 (1971).
[CrossRef]

Roskos, H. G.

T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
[CrossRef]

Sakai, K.

M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
[CrossRef]

Schmuttenmaer, C. A.

E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
[CrossRef]

Shen, Y. R.

R. Pan, H. D. Wei, and Y. R. Shen, Phys. Rev. B 39, 1229 (1989).
[CrossRef]

K. H. Yang, P. L. Richards, and Y. R. Shen, Appl. Phys. Lett. 19, 320 (1971).
[CrossRef]

Siders, J. L.

J. L. Siders, S. A. Trugman, F. H. Garzon, R. J. Houlton, and A. J. Taylor, Phys. Rev. B 61, 13633 (2000).
[CrossRef]

Tani, M.

M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
[CrossRef]

Taylor, A. J.

J. L. Siders, S. A. Trugman, F. H. Garzon, R. J. Houlton, and A. J. Taylor, Phys. Rev. B 61, 13633 (2000).
[CrossRef]

Trugman, S. A.

J. L. Siders, S. A. Trugman, F. H. Garzon, R. J. Houlton, and A. J. Taylor, Phys. Rev. B 61, 13633 (2000).
[CrossRef]

Turner, G. M.

E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
[CrossRef]

Urano, T.

T. Urano and T. Kanaji, J. Phys. Soc. Jpn. 57, 3403 (1988).
[CrossRef]

Valeri, S.

A. di Bona, C. Giovanardi, and S. Valeri, Surf. Sci. 498, 193 (2002).
[CrossRef]

Washke, C.

T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
[CrossRef]

Wei, H. D.

R. Pan, H. D. Wei, and Y. R. Shen, Phys. Rev. B 39, 1229 (1989).
[CrossRef]

Whittaker, D. M.

M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield, Phys. Rev. B 65, 165301 (2002).
[CrossRef]

Yang, K. H.

K. H. Yang, P. L. Richards, and Y. R. Shen, Appl. Phys. Lett. 19, 320 (1971).
[CrossRef]

Zhang, X.-C.

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (3)

A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, and M. Alexander, Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994).
[CrossRef]

K. H. Yang, P. L. Richards, and Y. R. Shen, Appl. Phys. Lett. 19, 320 (1971).
[CrossRef]

E. Beaurepaire, G. M. Turner, S. M. Harrel, M. C. Beard, J.-Y. Bigot, and C. A. Schmuttenmaer, Appl. Phys. Lett. 84, 3465 (2004).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

L. Duvillaret, F. Garet, and J. L. Coutaz, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 739 (1996).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

M. Tani, R. Fukasawa, H. Abe, S. Matsuura, K. Sakai, and S. Nakashima, J. Appl. Phys. 83, 2473 (1998).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

J. Phys. Soc. Jpn. (1)

T. Urano and T. Kanaji, J. Phys. Soc. Jpn. 57, 3403 (1988).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (3)

M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield, Phys. Rev. B 65, 165301 (2002).
[CrossRef]

J. L. Siders, S. A. Trugman, F. H. Garzon, R. J. Houlton, and A. J. Taylor, Phys. Rev. B 61, 13633 (2000).
[CrossRef]

R. Pan, H. D. Wei, and Y. R. Shen, Phys. Rev. B 39, 1229 (1989).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

E. Beaurepaire, J. C. Merle, A. Daunois, and J. Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Physica B (1)

T. Dekorsy, H. Auer, C. Washke, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz, Physica B 219&220, 775 (1996).
[CrossRef]

Surf. Sci. (1)

A. di Bona, C. Giovanardi, and S. Valeri, Surf. Sci. 498, 193 (2002).
[CrossRef]

Other (1)

D. Mittleman, ed., Sensing with Terahertz Radiation (Springer-Verlag, Berlin, 2003).
[CrossRef]

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 (2)

Fig. 1
Fig. 1

(a)–(c) Three waveforms under p-polarized excitation, measuring the p-polarized THz emission at θ=20°. (d)–(g) Measured THz field amplitude for combinations of p- and s-polarized pump and THz fields. (d) =p,p; (e) =p,s; (f) =s,p; (g) =s,s.

Fig. 2
Fig. 2

(a) THz electric field amplitude of the emitted THz pulse scales linearly with the optical pump fluence. THz waveforms are shown at (b) 4 mJ cm-2, (c) 2 mJ cm-2, and (d) 0.8 mJ cm-2. (e) Bandwidth of the emitted waveform (solid curve) at 4 mJ cm-2 and the bandwidth of THz emission from ZnTe (dashed curve) under the same pump conditions. Both spectra are normalized independently.

Equations (2)

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

χ2pˆ,pˆ or sˆa sin θ+C1 cosϕ+ϕp1+C3 cos3ϕ+ϕp3,
χ2sˆ,pˆ or sˆC1 cosϕ+ϕs1+C3 cos3ϕ+ϕs3.

Metrics