Generation of the Second Optical Harmonic under the Action of Narrowband Terahertz Pulses in the Antiferromagnet NiO

O. V. Chefonov; Чефонов О. В.; A. V. Ovchinnikov; Овчинников А. В.; M. B. Agranat; Агранат М. Б.

doi:10.31857/S0040364423060042

Генерация второй оптической гармоники под действием узкополосных терагерцовых импульсов в антиферромагнетике NiO

Авторы: Чефонов О.В.¹, Овчинников А.В.¹, Агранат М.Б.¹
Учреждения:
1. ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН
Выпуск: Том 61, № 6 (2023)
Страницы: 920-925
Раздел: Новая энергетика и современные технологии
URL: https://bakhtiniada.ru/0040-3644/article/view/252393
DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364423060042
ID: 252393

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе рассмотрены аспекты генерации второй оптической гармоники в центросимметричном антиферромагнетике NiO при воздействии узкополосными терагерцевыми импульсами с напряженностью электрического поля порядка 1 МВ/см. Обнаружено, что при воздействии терагерцевыми импульсами с частотой 1 ТГц, которая соответствует частоте антиферромагнитного резонанса NiO, наблюдается значительное уменьшение интенсивности второй гармоники по сравнению c воздействием импульсами с частотой 1.5 ТГц. Показано, что наблюдаемое снижение интенсивности генерации второй гармоники может быть объяснено многолучевой интерференцией при распространении узкополосного терагерцевого импульса в тонком образце.

Список литературы

Баранова И.М., Долгова Т.В., Колмычек И.А., Майдыковский А.И., Мишина Е.Д., Мурзина Т.В., Федянин А.А. Генерация оптической второй гармоники: роль симметрии и локальных резонансов (обзор) // Квантовая электроника. 2022. Т. 52. № 5. С. 407.
Fiebig M., Pavlov V.V., Pisarev R.V. Second-harmonic Generation as a Tool for Studying Electronic and Magnetic Structures of Crystals: Review // J. Opt. Soc. Am. B. 2005. V. 22. P. 96.
Cornet M., Degert J., Abraham E., Freysz E. Terahertz-field-induced Second Harmonic Generation Through Pockels Effect in Zinc Telluride Crystal // Opt. Lett. 2014. V. 39. P. 5921.
Kirilyuk A., Rasing T. Magnetization-induced-second-harmonic Generation from Surfaces and Interfaces // J. Opt. Soc. Am. B. 2005. V. 22. P. 148.
Grishunin K.A., Ilyin N.A., Sherstyuk N.E., Mishina E.D., Kimel A., Mukhortov V.M., Ovchinnikov A.V., Chefonov O.V., Agranat M.B. THz Electric Field-induced Second Harmonic Generation in Inorganic Ferroelectric // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 687.
Бодров С.Б., Корытин А.И., Сергеев Ю.А., Степанов А.Н. Генерация второй гармоники оптического излучения в кристаллах типа цинковой обманки при комбинированном воздействии фемтосекундного оптического и сильного терагерцевого полей // Квантовая электроника. 2020. Т. 50. № 5. С. 496.
Chefonov O.V., Ovchinnikov A.V., Sitnikov D.S., Agranat M.B. Focal Spot Imaging of Terahertz Subpicosecond Pulse by THz-field-induced Optical Second Harmonic Generation // High Temp. 2019. V. 57. № 1. P. 137.
Bodrov S.B., Stepanov A.N., Burova E.A., Sergeev Yu.A., Korytin A.I., Bakunov M.I. Terahertz-field-induced Second Harmonic Generation for Nonlinear Optical Detection of Interfaces Buried in Transparent Materials // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 119. P. 221109.
Овчинников А.В., Чефонов О.В., Агранат М.Б., Гришунин К.А., Ильин Н.А., Писарев Р.В., Кимель А.В., Калашникова А.М. Генерация второй оптической гармоники под действием пикосекундных терагерцовых импульсов в центросимметричном антиферромагнетике NiO // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 104. № 7. С. 467.
Чефонов О.В., Овчинников А.В., Агранат М.Б. Исследование генерации второй оптической гармоники в антиферромагнетике NiO, индуцированной терагерцевыми импульсами // Квантовая электроника. 2022. Т. 52. № 3. С. 269.
Агранат М.Б., Ашитков С.И., Иванов А.А., Конященко А.В., Овчинников А.В., Фортов В.Е. Тераваттная фемтосекундная лазерная система на хром-форстерите // Квантовая электроника. 2004. Т. 34. № 6. С. 506.
Vicario C., Jazbinsek M., Ovchinnikov A., Chefonov O., Ashitkov S., Agranat M., Hauri C. High Efficiency THz Generation in DSTMS, DAST and OH1 Pumped by Cr: Forsterite Laser // Opt. Exp. 2015. V. 23. P. 4573.
Ovchinnikov A.V., Chefonov O.V., Agranat M.B., Fortov V.E., Jazbinsek M., Hauri C.P. Generation of Strong-field Spectrally Tunable Terahertz Pulses // Opt. Exp. 2020. V. 28. P. 33921.
Чефонов О.В., Овчинников А.В., Агранат М.Б. Электрооптический эффект в кремнии, наведенный импульсом терагерцевого излучения // ТВТ. 2021. Т. 59. № 6. С. 844.
Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. М.: Наука, 1989. 560 с.
Ovchinnikov A.V., Chefonov O.V., Mishina E.D., Agranat M.B. Second Harmonic Generation in the Bulk of Silicon Induced by an Electric Field of a High Power Terahertz Pulse // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 9753.
Овчинников А.В., Чефонов О.В., Агранат М.Б. Генерация второй оптической гармоники в кремнии при воздействии терагерцевого импульса с высокой напряженностью электрического поля // ТВТ. 2022. Т. 60. № 5. С. 666.
Grishunin K.A., Ilyin N.A., Sherstyuk N.E., Mishina E.D., Kimel A., Mukhortov V.M., Ovchinnikov A.V., Chefonov O.V., Agranat M.B. THz Electric Field-induced Second Harmonic Generation in Inorganic Ferroelectric // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 687.
Kampfrath T., Sell A., Klatt G., Pashkin A., Mahrlein S., Dekorsy T., Wolf M., Fiebig M., Leitenstorfer A., Huber R. Coherent Terahertz Control of Antiferromagnetic Spin Waves // Nat. Photonics. 2011. V. 5. P. 31.
Baierl S., Mentink J.H., Hohenleutner M., Braun L., Do T.-M., Lange C., Sell A., Fiebig M., Woltersdorf G., Kampfrath T., Huber R. Terahertz-driven Nonlinear Spin Response of Antiferromagnetic Nickel Oxide // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 117. P. 197201.
Chefonov O.V., Ovchinnikov A.V., Hauri C.P., Agranat M.B. Broadband and Narrowband Laser-based Terahertz Source and Its Application for Resonant and Non-resonant Excitation of Antiferromagnetic Modes in NiO // Opt. Exp. 2019. V. 27. P. 27273.
Агранат М.Б., Ильина И.В., Ситников Д.С. Применение терагерцовой спектроскопии для дистанционного экспресс-анализа газов // ТВТ. 2017. Т. 55. № 6. С. 759.
Розенберг Г.В. Многолучевая интерферометрия и интерференционные светофильтры. II // УФН. 1952. Т. XLVII. № 2. С. 173.
Герасимов В.В., Князев Б.А., Рудыч П.Д., Черкасский В.С. Френелевское отражение в оптических элементах и детекторах для терагерцового диапазона // ПТЭ. 2007. № 4. С. 103.
Kohmoto T., Moriyasu T., Wakabayashi S., Jinn H., Takahara M., Kakita K. Observation of Ultrafast Magnon Dynamics in Antiferromagnetic Nickel Oxide by Optical Pump-probe and Terahertz Time-domain Spectroscopies // J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves. 2018. V. 39. P. 77.