光电整流

✍ dations ◷ 2025-08-02 08:22:00 #太赫技术,非线性光学

光电整流(英语:Electro-optic rectification, EOR),也称做光学整流(英语:optical rectification),是一个当强光束通过非线性材料时,产生准直流偏极的非线性光学过程。通常强度下,光学整流是一个与电光效应过程相反的二阶现象。此现象在1962年时首次被发现于磷酸二氢钾(KDP)及Deuterated potassium dihydrogen phosphate (KDdP)的红宝石激光穿透光中。

光学整流可以被直觉地用非线性材料的对称特性解释:在有一内部偏好方向的情形下,偶极不会跟外加驱动场在同时间点转向。若驱动场是一个正弦波,则此效应会产生一个平均直流极化。

光学整流是类比于电整流,一个将交流讯号转换为直流讯号的过程,但它们并不是同一件事。一个二极管可以将正弦电场转换为直流电流,而光整流则是将正弦电场转换为直流极化。此外,一个随时变的极化即是一种电流,因此若入射光愈来愈强,光极化会产生一直流电流;反之若光强愈来愈弱,则会产生一反向的直流电流。但若光强固定,则光整流将不会产生直流电流。

当外加电场是由飞秒脉冲激光提供时,这么短的脉冲所对应的带宽很宽。这些频率的叠合将制造出一脉冲偶极,从而发出兆赫频段的辐射。光电整流效应类似于由电荷加减速达成的古典电磁辐射,但此处电荷以键结偶极形式存在,且兆赫波的产生受非线性材料的二阶电极化率影响。碲化锌是一个产生0.5–3兆赫波的热门材料。

光学整流也能在金属上由表面倍频效应产生。然而该效应受到非平衡电子激发很大的影响,而且呈现方式更为复杂。

与其他非线性光学过程类似,光学整流也被发现会在表面等离子在金属表面上被激发时增强。

随着在半导体与聚合物中载子的速度加快,光学整流成为了兆赫波激光产生中的主要课题之一。 这与称作Polaritonics,偶极晶格震荡产生兆赫辐射的过程是不同的。

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