Abstract

We demonstrate the generation of radially polarized terahertz pulses via optical rectification in a Cherenkov geometry exploiting velocity mismatch, contrary to the traditional approach for generating linearly polarized terahertz beams. A compact system is implemented using 001-cut ZnTe pumped by an ultrafast Yb-doped fiber amplifier.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. Miyaji, N. Miyanaga, K. Tsubakimoto, K. Sueda, and K. Ohbayashi, Appl. Phys. Lett. 84, 3855 (2004).
    [CrossRef]
  2. S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. Leuchs, Opt. Commun. 179, 1 (2000).
    [CrossRef]
  3. R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. A. Hartschuh, M. R. Beversluis, A. Bouhelier, and L. Novotny, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 362, 807 (2004).
    [CrossRef]
  5. M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
    [CrossRef]
  6. N. Anderson, A. Bouhelier, and L. Novotny, J. Opt. A 8, s227 (2006).
    [CrossRef]
  7. Q. Zhan, Opt. Express 12, 3377 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. J. M. Dertouzos, 'Focal shaping with pupil filters,' Ph.D. thesis (University of Michigan, 2004).
  9. K. L. Wang and D. M. Mittleman, Nature 432, 376 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. T. I. Jeon, J. Q. Zhang, and D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 86, 161904 (2005).
    [CrossRef]
  11. J. A. Deibel, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Electron. Lett. 41, 226 (2005).
    [CrossRef]
  12. J. A. Deibel, K. L. Wang, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Opt. Express 14, 279 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. Y. R. Shen, Prog. Quantum Electron. 4, 207 (1976).
    [CrossRef]
  14. D. H. Auston, K. P. Cheung, J. A. Valdmanis, and D. A. Kleinman, Phys. Rev. Lett. 53, 1555 (1984).
    [CrossRef]
  15. D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 43, 713 (1983).
    [CrossRef]
  16. D. A. Kleinman and D. H. Auston, IEEE J. Quantum Electron. 20, 964 (1984).
    [CrossRef]
  17. G. Q. Chang, C. J. Divin, C. H. Liu, S. L. Williamson, A. Galvanauskas, and T. B. Norris, Opt. Express 14, 7909 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. E.D.Palik, ed., Handbook Of Optical Constants Of Solids II (Academic, 1991).
  19. D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
    [CrossRef]
  20. G. Imeshev, M. E. Fermann, K. L. Vodopyanov, M. M. Fejer, X. Yu, J. S. Harris, D. Bliss, and C. Lynch, Opt. Express 14, 4439 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]

2006 (5)

2005 (2)

T. I. Jeon, J. Q. Zhang, and D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 86, 161904 (2005).
[CrossRef]

J. A. Deibel, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Electron. Lett. 41, 226 (2005).
[CrossRef]

2004 (4)

K. L. Wang and D. M. Mittleman, Nature 432, 376 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

G. Miyaji, N. Miyanaga, K. Tsubakimoto, K. Sueda, and K. Ohbayashi, Appl. Phys. Lett. 84, 3855 (2004).
[CrossRef]

A. Hartschuh, M. R. Beversluis, A. Bouhelier, and L. Novotny, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 362, 807 (2004).
[CrossRef]

Q. Zhan, Opt. Express 12, 3377 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2003 (1)

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

2000 (1)

S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. Leuchs, Opt. Commun. 179, 1 (2000).
[CrossRef]

1988 (1)

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

1984 (2)

D. A. Kleinman and D. H. Auston, IEEE J. Quantum Electron. 20, 964 (1984).
[CrossRef]

D. H. Auston, K. P. Cheung, J. A. Valdmanis, and D. A. Kleinman, Phys. Rev. Lett. 53, 1555 (1984).
[CrossRef]

1983 (1)

D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 43, 713 (1983).
[CrossRef]

1976 (1)

Y. R. Shen, Prog. Quantum Electron. 4, 207 (1976).
[CrossRef]

Anderson, N.

N. Anderson, A. Bouhelier, and L. Novotny, J. Opt. A 8, s227 (2006).
[CrossRef]

Auston, D. H.

D. H. Auston, K. P. Cheung, J. A. Valdmanis, and D. A. Kleinman, Phys. Rev. Lett. 53, 1555 (1984).
[CrossRef]

D. A. Kleinman and D. H. Auston, IEEE J. Quantum Electron. 20, 964 (1984).
[CrossRef]

D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 43, 713 (1983).
[CrossRef]

Beversluis, M. R.

A. Hartschuh, M. R. Beversluis, A. Bouhelier, and L. Novotny, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 362, 807 (2004).
[CrossRef]

Bliss, D.

Bouhelier, A.

N. Anderson, A. Bouhelier, and L. Novotny, J. Opt. A 8, s227 (2006).
[CrossRef]

A. Hartschuh, M. R. Beversluis, A. Bouhelier, and L. Novotny, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 362, 807 (2004).
[CrossRef]

Chang, G. Q.

Cheung, K. P.

D. H. Auston, K. P. Cheung, J. A. Valdmanis, and D. A. Kleinman, Phys. Rev. Lett. 53, 1555 (1984).
[CrossRef]

Deibel, J. A.

J. A. Deibel, K. L. Wang, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Opt. Express 14, 279 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

J. A. Deibel, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Electron. Lett. 41, 226 (2005).
[CrossRef]

Dertouzos, J. M.

J. M. Dertouzos, 'Focal shaping with pupil filters,' Ph.D. thesis (University of Michigan, 2004).

Divin, C. J.

Dohler, G. H.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Dorn, R.

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. Leuchs, Opt. Commun. 179, 1 (2000).
[CrossRef]

Driscoll, D.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Eberler, M.

S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. Leuchs, Opt. Commun. 179, 1 (2000).
[CrossRef]

Escarra, M. D.

J. A. Deibel, K. L. Wang, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Opt. Express 14, 279 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

J. A. Deibel, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Electron. Lett. 41, 226 (2005).
[CrossRef]

Fejer, M. M.

Fermann, M. E.

Galvanauskas, A.

Glockl, O.

S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. Leuchs, Opt. Commun. 179, 1 (2000).
[CrossRef]

Gossard, A. C.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Grischkowsky, D.

T. I. Jeon, J. Q. Zhang, and D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 86, 161904 (2005).
[CrossRef]

Hanna, D. C.

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

Hanson, M.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Harris, J. S.

Hartschuh, A.

A. Hartschuh, M. R. Beversluis, A. Bouhelier, and L. Novotny, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 362, 807 (2004).
[CrossRef]

Imeshev, G.

Jauncey, I. M.

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

Jeon, T. I.

T. I. Jeon, J. Q. Zhang, and D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 86, 161904 (2005).
[CrossRef]

Kleinman, D. A.

D. H. Auston, K. P. Cheung, J. A. Valdmanis, and D. A. Kleinman, Phys. Rev. Lett. 53, 1555 (1984).
[CrossRef]

D. A. Kleinman and D. H. Auston, IEEE J. Quantum Electron. 20, 964 (1984).
[CrossRef]

Leuchs, G.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. Leuchs, Opt. Commun. 179, 1 (2000).
[CrossRef]

Liu, C. H.

Lynch, C.

Malzer, S.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Mittleman, D. M.

J. A. Deibel, K. L. Wang, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Opt. Express 14, 279 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

J. A. Deibel, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Electron. Lett. 41, 226 (2005).
[CrossRef]

K. L. Wang and D. M. Mittleman, Nature 432, 376 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Miyaji, G.

G. Miyaji, N. Miyanaga, K. Tsubakimoto, K. Sueda, and K. Ohbayashi, Appl. Phys. Lett. 84, 3855 (2004).
[CrossRef]

Miyanaga, N.

G. Miyaji, N. Miyanaga, K. Tsubakimoto, K. Sueda, and K. Ohbayashi, Appl. Phys. Lett. 84, 3855 (2004).
[CrossRef]

Norris, T. B.

Novotny, L.

N. Anderson, A. Bouhelier, and L. Novotny, J. Opt. A 8, s227 (2006).
[CrossRef]

A. Hartschuh, M. R. Beversluis, A. Bouhelier, and L. Novotny, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 362, 807 (2004).
[CrossRef]

Ohbayashi, K.

G. Miyaji, N. Miyanaga, K. Tsubakimoto, K. Sueda, and K. Ohbayashi, Appl. Phys. Lett. 84, 3855 (2004).
[CrossRef]

Percival, R. M.

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

Perry, I. R.

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

Quabis, S.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. Leuchs, Opt. Commun. 179, 1 (2000).
[CrossRef]

Rurimo, G.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Schardt, M.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Shen, Y. R.

Y. R. Shen, Prog. Quantum Electron. 4, 207 (1976).
[CrossRef]

Smart, R. G.

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

Sueda, K.

G. Miyaji, N. Miyanaga, K. Tsubakimoto, K. Sueda, and K. Ohbayashi, Appl. Phys. Lett. 84, 3855 (2004).
[CrossRef]

Suni, P. J.

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

Townsend, J. E.

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

Tropper, A. C.

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

Tsubakimoto, K.

G. Miyaji, N. Miyanaga, K. Tsubakimoto, K. Sueda, and K. Ohbayashi, Appl. Phys. Lett. 84, 3855 (2004).
[CrossRef]

Valdmanis, J. A.

D. H. Auston, K. P. Cheung, J. A. Valdmanis, and D. A. Kleinman, Phys. Rev. Lett. 53, 1555 (1984).
[CrossRef]

Vodopyanov, K. L.

Wang, K. L.

Williamson, S. L.

Winkler, A.

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Yu, X.

Zhan, Q.

Zhang, J. Q.

T. I. Jeon, J. Q. Zhang, and D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 86, 161904 (2005).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (3)

G. Miyaji, N. Miyanaga, K. Tsubakimoto, K. Sueda, and K. Ohbayashi, Appl. Phys. Lett. 84, 3855 (2004).
[CrossRef]

T. I. Jeon, J. Q. Zhang, and D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 86, 161904 (2005).
[CrossRef]

D. H. Auston, Appl. Phys. Lett. 43, 713 (1983).
[CrossRef]

Electron. Lett. (2)

D. C. Hanna, I. M. Jauncey, R. M. Percival, I. R. Perry, R. G. Smart, P. J. Suni, J. E. Townsend, and A. C. Tropper, Electron. Lett. 24, 1222 (1988).
[CrossRef]

J. A. Deibel, M. D. Escarra, and D. M. Mittleman, Electron. Lett. 41, 226 (2005).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

D. A. Kleinman and D. H. Auston, IEEE J. Quantum Electron. 20, 964 (1984).
[CrossRef]

J. Opt. A (1)

N. Anderson, A. Bouhelier, and L. Novotny, J. Opt. A 8, s227 (2006).
[CrossRef]

Nature (1)

K. L. Wang and D. M. Mittleman, Nature 432, 376 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Commun. (1)

S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. Leuchs, Opt. Commun. 179, 1 (2000).
[CrossRef]

Opt. Express (4)

Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A (1)

A. Hartschuh, M. R. Beversluis, A. Bouhelier, and L. Novotny, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 362, 807 (2004).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. H. Auston, K. P. Cheung, J. A. Valdmanis, and D. A. Kleinman, Phys. Rev. Lett. 53, 1555 (1984).
[CrossRef]

Physica E (1)

M. Schardt, A. Winkler, G. Rurimo, M. Hanson, D. Driscoll, S. Quabis, S. Malzer, G. Leuchs, G. H. Dohler, and A. C. Gossard, Physica E 32, 241 (2006).
[CrossRef]

Prog. Quantum Electron. (1)

Y. R. Shen, Prog. Quantum Electron. 4, 207 (1976).
[CrossRef]

Other (2)

J. M. Dertouzos, 'Focal shaping with pupil filters,' Ph.D. thesis (University of Michigan, 2004).

E.D.Palik, ed., Handbook Of Optical Constants Of Solids II (Academic, 1991).

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

Experimental setup for radially polarized terahertz wave generation and detection. PCF, hollow-core photonic crystal fiber; HWP, half-wave plate.

Fig. 2
Fig. 2

Terahertz single-cycle waveforms obtained by translating the terahertz receiver to scan the terahertz beam profiles: (a) radially polarized terahertz beam from 001 -cut ZnTe, (b) linearly polarized terahertz beam from 110 -cut ZnTe. The insets represent the typical spectra for each case.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Dependence of terahertz power on the direction of the input linear polarization of the optical pulse. (b) Comparison of terahertz power scaling for 110 GaP and 001 ZnTe.

Equations (2)

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

W P 2 ( 1 + cos 2 θ c ) 2 + P 2 sin 2 θ c ,
θ c = arccos ( V THz V opt ) ,

Metrics