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Cherenkov-type terahertz generation by optical rectification in KD2PO4 (DKDP) crystal

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作者
S. B. Bodrov,N. A. Abramovsky,G. K. Paramonov,S. N. Belyaev,A. P. Prokhorov,А. Н. Степанов,М. И. Бакунов
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:134 (21)
标识
DOI:10.1063/5.0178255
摘要

The potential of KD2PO4 (or DKDP) crystal as a terahertz generator is demonstrated, despite its extremely strong terahertz absorption. By combining the Cherenkov radiation scheme and surface-emitting geometry, femtosecond Ti:sapphire laser pulses of ∼200−300 μJ energy were converted to broadband (∼4 THz bandwidth) terahertz transients with the efficiency of ∼8×10−6. The transients produced electro-optic signals of a ∼0.15 modulation depth and ∼103 dynamic range in a 1-mm thick ZnTe detector crystal. This suggests DKDP as a potential generator crystal for terahertz time-domain spectroscopy. From our measurements, we estimated the nonlinear coefficient d36≈3 pm/V of DKDP for optical rectification, which is an order of magnitude larger than the value known from second-harmonic-generation experiments. At the same time, the obtained value of d36 is an order of magnitude smaller than the value calculated from the clamped electro-optic coefficient r63 for the MHz frequency range. At high pump intensities, we observed multiple filamentation of the pump beam and white light generation, spatially separated from terahertz generation.
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