Исследование новых схем генерации и детектирования терагерцового излучения, основанных на взаимодействии фемтосекундных лазерных импульсов с твердотельными и газовыми средами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат наук Иляков, Игорь Евгеньевич

• Иляков, Игорь Евгеньевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Иляков, Игорь Евгеньевич

Содержание

Введение

Глава 1. Оптические методы генерации и регистрации терагерцовых импульсов

1.1. Оптико-терагерцовые преобразования в кристаллах

1.2. Оптико-терагерцовые преобразования в плазме и на поверхности металла

1.3. Стандартные схемы регистрации терагерцовых импульсов

Глава 2. Исследование оптико-терагерцовых преобразований в нелинейных кристаллах, разработка и исследование новых схем детектирования и генерации терагерцового излучения

2.1. Узкополосное детектирование терагерцового излучения с использованием периодически поляризованных кристаллов ниобата лития

2.2. Влияние терагерцового поля на параметры фемтосекундных лазерных импульсов в широкополосных электрооптических кристаллах

2.3. Детектирование терагерцового излучения по модификации спектра оптического импульса в электрооптическом кристалле

2.4. Перераспределение энергии между оптическими и терагерцовыми импульсами при их совместном распространении в широкополосных электрооптических кристаллах

2.5. Генерация терагерцового излучения в сэндвич-структуре

Глава 3. Экспериментальное исследование преобразования фемтосекундных лазерных импульсов в терагерцовый диапазон в ионизированном газе и на поверхности металла

3.1. Генерация терагерцового излучения при фокусировке в воздухе фемтосекундных лазерных импульсов аксиконной линзой

3.2. Генерация терагерцового излучения при фокусировке в воздухе фемтосекундных лазерных импульсов сферическими линзами

3.3. Генерация терагерцового излучения при фокусировке в воздухе двухчастотных фемтосекундных лазерных импульсов сферическими линзами

3.4. Генерация терагерцового излучения при падении фемтосекундных лазерных импульсов на поверхность металла

Заключение

Список цитируемой литературы

Публикации автора по теме диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование новых схем генерации и детектирования терагерцового излучения, основанных на взаимодействии фемтосекундных лазерных импульсов с твердотельными и газовыми средами»

Введение

Терагерцовое излучение (ТИ, 10п-1013 Гц) представляет интерес вследствие уникальных возможностей, открывающихся при его использовании в спектроскопии, технике построения изображений скрытых объектов, высокочувствительных устройствах распознавания состава и состояния среды, медицинской томографии и т.д. Внимание к этим приложениям объясняется двумя факторами: особенностями прохождения терагерцового излучения через среды - оно хорошо отражается от проводящих покрытий и почти свободно проходит через многие непроводящие объекты, и тем, что в этот диапазон частот попадают «контрольные» резонансные частоты возбуждения многих практически важных материалов, химических соединений и молекул.

На данный момент для генерации излучения терагерцового диапазона используются различные устройства, отличающиеся по рабочему диапазону частот, ширине излучаемого спектра, величине средней и пиковой мощности. Лазеры на свободных электронах, способны генерировать непрерывное излучение во всем терагерцовом диапазоне 10п-1013 Гц с высокой мощностью, возможностью существенной перестройки частоты. Однако лазеры на свободных электронах представляют собой очень большие и дорогостоящие системы, что существенно ограничивает их количество и возможности проведения исследований с их помощью [1]. Более компактные типы вакуумных электронных приборов - гиротроны, лампы обратной волны (ЛОВ), позволяют генерировать непрерывное или квазинепрерывное излучение с достаточно высокой средней мощностью, но преимущественно в диапазоне 10п-1012 Гц [1]. Квантовые каскадные лазеры, также генерируют непрерывное излучение, но в более высокочастотном диапазоне 1012-5*1012 Гц (при охлаждении до температуры жидкого азота), а также за пределами терагерцового диапазона 1013-1014 Гц (при комнатной температуре) [2]. Генераторы, использующие излучение лазера (оптико-терагерцовые устройства), позволяют получать и импульсное, и непрерывное ТИ во всем терагерцовом диапазоне 10п-1013 Гц [3]. Благодаря широкому частотному диапазону работы, компактности и доступности оптико-терагерцовые устройства сегодня являются очень популярными и распространенными.

Диссертация посвящена исследованию особого класса оптико-терагерцовых устройств -устройств на основе фемтосекундных лазеров. Их особенностью является предельно малая длительность импульсов генерируемого ТИ. Эти импульсы представляют собой всего одну -две осцилляции терагерцового поля и обладают предельно широким спектром, что существенно отличает их от других типов генераторов терагерцового диапазона. При малой длительности лазерного импульса оптико-терагерцовые устройства позволяют, в принципе, получать терагерцовые импульсы со спектром, перекрывающим весь терагерцовый диапазон [4]. Другим

важным фактором в применении фемтосекундной лазерной техники для исследований в терагерцовом диапазоне являются разработанные чувствительные оптические методы детектирования терагерцовых импульсов с временным разрешением (Terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS) [5], которые позволяют проводить измерения амплитудных и фазовых характеристик ТИ. Совершенствование и увеличение числа способов генерации и регистрации ТИ является актуальной задачей, поскольку позволяет расширить возможности использования ТИ в медицине, биологии, системах безопасности, для изучения процессов, протекающих в различных средах, контроля технических объектов, произведений искусства и т.д. [6-10].

Сегодня исследование и применение оптико-терагерцовых преобразований представляет собой достаточно обширную область и отражено в большом количестве обзоров и монографий [3, 11-14]. Первые работы, положившие начало этому направлению, относятся к середине 70-х годов [3]. Это были исследования по возбуждению коротких импульсов электрического тока в полупроводниках, выполненные Аустоном [15] и Ли [16]. Оптические импульсы лазера на неодимовом стекле (Nd:glass) использовались для осуществления перехода из непроводящего в проводящее состояние структуры, имевшей в своей основе высокоомный кремний (Si) [15] или допированный хромом (Сг) арсенид галлия (GaAs) [16]. В 1980 г. Аустон и др. [17] продемонстрировали возможность регистрации электрических импульсов путем использования структуры из аморфной Si пленки на подложке из плавленого кварца. Быстрая релаксация фотоотклика пленки была использована для генерации и измерения коротких импульсов тока с длительностью ~ 10 пс. Определяющую роль для перехода в терагерцовый диапазон сыграли работы по созданию материалов с меньшим временем релаксации, позволившие генерировать и регистрировать пикосекундные и субпикосекундные импульсы. Так в 1981 г. Смит с коллегами [18] изготовили фотопроводящую (ФП) пленку кремния на сапфировой подложке с предельно быстрым срабатыванием, которая использовалась и совершенствовалась на протяжении последующих 10 лет [19, 20]. Следующими важными шагами стали работы Аустон, Чеюнг, Смит [21] и Де-Фонзо и др. [22, 23], в которых электромагнитные импульсы распространялись в пространстве (в слое диэлектрика и воздухе), а затем когерентно детектировались. В 1988 г. Смит, Аустон и Нус [24] продемонстрировали усовершенствованную антенную структуру с ФП диполем. Было продемонстрировано, что такая дипольная структура обладает спектром, простирающимся от 100 ГГц до более чем 1 ТГц. Это фактически была первая работа, где было отмечено, что электромагнитное излучение ФП антенн содержит терагерцовые частоты.

С момента появления лазеров с синхронизацией мод на кристалле титан-сапфира (Ti:Sa) [25], произошло быстрое развитие генераторов оптических импульсов с длительностью менее 100 фс. Лазеры, имеющие в качестве активного элемента конденсированную среду гораздо

более стабильны в сравнении с лазерами на красителях. Практически в то же время как Ti:Sa лазеры с длительностью импульсов менее 100 фс вышли на рынок, началось использование пленок низкотемпературного GaAs (low temperature GaAs, LT-GaAs), выращенного методом молекулярно-лучевой-эпитаксии (molecular-beam-epitaxy, МВЕ) [26, 27]. Данная пленка имела наименьшее время жизни носителей в сравнении с любыми другими материалами, и при этом сохраняла относительно высокую проводимость. С этого времени точечные диполи, или диполи Герца, изготовленные на подложке из LT-GaAs, часто используются для различных исследований в качестве эмиттера или детектора, управляемого путем облучения дипольного промежутка фемтосекундными импульсами Ti:Sa лазера.

Терагерцовые фотопроводящие антенны в настоящее время достаточно хорошо изучены, так как с исследований в этом направлении, по сути, и началась терагерцовая оптоэлектроника. Сегодня они используются в лабораторных исследованиях, а также на их основе построены уже и коммерческие спектроскопические системы терагерцового диапазона.

Параллельно развивались и другие оптические методы генерации ТИ. В начале 1970-х две группы Яджима и Такенучи [28, 29] и Янг, Ричарде и Шен [30] независимо продемонстрировали генерацию дальнего инфракрасного излучения (дальнее ИК излучение приблизительно совпадает с определением ТГц частотного диапазона), основанную на оптическом выпрямлении пикосекундных импульсов в кристалле с квадратичной нелинейностью. В 1983 г. Аустон [31] предсказал, что пикосекундные электро-оптические (ЭО) импульсы излучаются в конус Черенкова движущейся поляризацией, вызванной оптическим выпрямлением, при фокусировке оптических импульсов в нелинейную среду. Это излучение Черенкова с широким спектром было вскоре экспериментально получено с использованием фемтосекундных импульсов и кристалла ЫТаОз [32], а затем детектировалось при помощи THz-TDS [33]. В последнее время способ генерации широкополосного излучения в кристаллах очень востребован в связи с широкой частотной полосой, удобством использования кристаллических генераторов и детекторов, возможностью получения с их помощью высоких энергий и напряженностей поля ТИ [34]. При соответствующем выборе среды, генерация, основанная на оптическом выпрямлении, излучает предельно широкополосное излучение, ширина спектра которого ограничивается только обратной длительностью оптического импульса [35].

В 1990 г. Жанг и др. [36] получили генерацию пикосекундных электромагнитных импульсов на полупроводниковой поверхности. Они объяснили механизм генерации излучением поверхностного тока, текущего по нормали к поверхности образца. Ху и др. [37] исследовали влияние температуры полупроводника на характер генерации. Чуанг и др. [38] предположили, что в генерации ТГц импульсов на полупроводниковых поверхностях играет

роль процесс, основанный на электрооптическом эффекте выпрямления в спадающем поле, который чувствителен к ориентации кристалла. Грин и др. [39] и Жанг и др. [40] исследовали зависимость излучения ТГц импульсов от ориентации кристалла. Интенсивность ТИ, генерируемого с полупроводниковой поверхности ниже, чем при использовании фотопроводящих антенн и нелинейных кристаллов, однако, как было обнаружено в дальнейшем, приложение постоянного магнитного поля может существенно ее повысить [4143]. Такие усовершенствованные системы представляют сегодня практический интерес для использования и в исследовательских и коммерческих установках.

Генерация и регистрация ТИ оптическими методами может быть осуществлена и при оптическом пробое в газе. Известные сегодня оптические методы генерации и детектирования ТИ с применением кристаллов позволяют перекрыть диапазон частот от 100 ГГц до более 100 ТГц [44]. Однако все известные на данный момент кристаллы имеют фононные линии поглощения внутри этого диапазона. Это обстоятельство накладывает ограничения на возможность генерации и детектирования излучения на частотах, соответствующих частотам фононных резонансов [3]. От описанного недостатка свободны плазменные среды. В них нет фононных линий поглощения, плазменные среды достаточно просты в получении, возможно создание такого источника или детектора на расстоянии в атмосфере. Впервые применение лазерной плазмы для генерации ТИ было предложено и осуществлено в 1993 г. в работах Хамстер и др. [45]. В 2000 г. было показано, что энергия терагерцовых импульсов может быть значительно повышена (2-4 порядка) при наложении постоянного поля к области плазмы [46] или добавления к основной частоте лазерного поля его второй гармоники [47]. Оптико-терагерцовые преобразования на основе пробоя газов первой и второй гармониками фемтосекундных лазерных импульсов позволяют получать высокие электрические поля, превышающие 1 МВ/см [48], использующиеся для исследования нелинейных эффектов, а также находят применение в коммерческих спектроскопических системах [49].

Существуют и другие перспективные способы генерации ТИ. Например, излучение полупроводниковых квантовых структур было рассмотрено в начале 1990-х. Излучение ТГц импульсов из ассиметрично связанных квантовых ям было впервые исследовано Лео и др. [50] в 1991 г. и Роскос и др. [51] в 1992 г.. Рассмотрение генерации отдельных квантовых ям было сделано Планкен и др. [52] в 1992 г., а осцилляции Блоха в сверхрешетках были исследованы Васчке и др. в группе Куржа [53] в 1993 г.

В 1995 г. Декорси и др. [54] впервые было доложено о наблюдении излучения ТГц импульсов когерентными продольными оптическими фононами в полупроводнике. Керстинг и др. [55] наблюдали ТГц излучение холодной полупроводниковой плазмы. Тани и др. [56] и Гу и

др. [57] так же наблюдали излучение, вызванное когерентными низкочастотными фононами и фонон-плазмонными связанными модами, соответственно.

В 1995 г. Хангйо и др. [58] впервые наблюдали импульсное ТИ высокотемпературных сверхпроводящих пленочных мостиков с приложенным постоянным напряжением, а в 1996 г. Тонучи и др. [59] наблюдали излучение с такого же устройства под воздействием внешнего магнитного поля. В обоих случаях сверхпроводник возбуждался внешними фемтосекундными импульсами.

Излучение ТИ полупроводниковыми квантовыми структурами, фононными колебаниями, сверхпроводящими мостиками уступает по своей интенсивности ТИ, генерируемому описанными выше антенными структурами, кристаллами и плазмой. В то же время отмечается [3], что потенциал таких способов генерации ТИ еще не раскрыт и их развитие обусловлено возможными перспективами в будущем.

Для регистрации терагерцовых импульсов помимо фотопроводящих антенн могут быть использованы также и нелинейные кристаллы. В 1984 г. Аустон и др. [32] использовали ЭО эффект для детектирования импульсов волн черенковского типа используя один и тот же нелинейный ЭО кристалл (нелинейный кристалл так же называется ЭО, когда используется его ЭО эффект). В 1995 г. Ву и Жанг [60] применили этот способ для детектирования ТГц импульсов, распространяющихся в свободном пространстве. Этот способ детектирования основывается на эффекте Поккельса и является очень привлекательным, ввиду возможности реализовать отклик в очень широком диапазоне частот [61], превышающем сегодня 100 ТГц [62], а тот факт, что такие детекторы могут иметь большую апертуру является полезным для ТГц визуализации.

Цель диссертационной работы.

Выше перечислены распространенные способы генерации и регистрации терагерцовых импульсов оптическими методами, определяющие отдельные направления исследований. Наиболее востребованные сегодня оптические способы генерации и регистрации терагерцовых импульсов имеют в своей основе либо фотопроводящую антенну, либо кристалл с квадратичной нелинейностью, либо фотопроводник в сильном магнитном поле, либо ионизированный газ. Целью диссертации являлась разработка новых и более детальное исследование имеющихся способов генерации и регистрации терагерцового излучения, основанных на взаимодействии фемтосекундных лазерных импульсов с кристаллами и плазмой.

В связи с обозначенной целью диссертации решались следующие задачи:

1. Теоретическое и экспериментальное исследование изменения параметров фемтосекундных лазерных и терагерцовых импульсов при их совместном распространении в

электрооптических кристаллах. Разработка новых схем детектирования терагерцового излучения, основанных на модуляции энергии и спектра фемтосекундных лазерных импульсов под действием терагерцового поля в кристаллах. Экспериментальная апробация нового способа генерации терагерцового излучения в сэндвич-структуре с сердцевиной из кристалла ниобата лития.

2. Определение параметров терагерцового излучения, генерируемого при фокусировке в воздухе фемтосекундных (одночастотных и двухчастотных) лазерных импульсов аксиконной и сферическими линзами (в том числе при наложении внешнего электрического поля) и при взаимодействии фемтосекундных лазерных импульсов с поверхностью металла.

Структура диссертации:

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы из 141 наименования. Объем диссертации составляет 123 страницы, включая 60 рисунков и 2 таблицы.

В первой главе диссертации дается обзор литературы, посвященный оптико-терагерцовым преобразованиям в нелинейных кристаллах, в воздушной плазме и на поверхности металла, с которым соотносятся диссертационные исследования. Также в первой главе описаны стандартные схемы регистрации терагерцовых импульсов, которые применялись в диссертации, но не являлись предметом ее исследования.

Во второй главе диссертации рассмотрено взаимодействие оптических и терагерцовых импульсов в электрооптических кристаллах, исследуются новые схемы генерации и измерения параметров терагерцового излучения.

В третьей главе диссертации экспериментально исследованы различные схемы генерации терагерцового излучения при оптическом пробое воздуха. Также в третьей главе рассмотрена генерация терагерцового излучения при облучении металлических поверхностей фемтосекундными лазерными импульсами. Генерация терагерцового излучения на металлической поверхности отнесена к третьей главе, поскольку представляется результатом взаимодействия оптических импульсов со свободными электронами металла и является продолжением исследований генерации терагерцовых импульсов при взаимодействии оптических импульсов со свободными электронами газа.

В заключении приведены основные результаты работы.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Аналитически получены выражения для изменений энергии и спектра оптических импульсов при взаимодействии с терагерцовыми импульсами в электрооптических кристаллах. Экспериментально подтверждена возможность осуществления измерения терагерцового

излучения в условиях квазисинхронизма в кристаллах периодически поляризованного ниобата лития. Предложена и экспериментально апробирована новая схема детектирования с использованием нелинейных кристаллов, позволяющая повысить чувствительность на относительно высоких терагерцовых частотах более чем на порядок по сравнению со стандартной техникой электрооптических измерений.

2. Теоретически и экспериментально изучены изменения энергии терагерцовых импульсов при взаимодействии с оптическими импульсами в электрооптических кристаллах. Предложен и апробирован новый способ калибровки детекторов терагерцового диапазона частот.

3. Экспериментально продемонстрирована высокая эффективность преобразования энергии оптического излучения в терагерцовое излучение при использовании сэндвич-структур. Эффективность преобразования достигала 0.25% при энергиях лазерных импульсов 15-20 мкДж.

4. Экспериментально исследована генерация терагерцового излучения при пробое воздуха фемтосекундными лазерными импульсами в новой схеме - с использованием аксиконной фокусировки. Получены данные по пространственному распределению энергии и поляризации, временной форме терагерцового излучения, эффективности оптико-терагерцовой конверсии.

5. Экспериментальное исследование поперечного распределения энергии терагерцового поля, генерируемого при пробое воздуха лазерными импульсами, обнаружило отсутствие осевой симметрии в поперечном распределении энергии терагерцового излучения. Зарегистрировано влияние поляризации оптических импульсов на поперечное распределение и полную энергию терагерцового излучения.

6. Показано в эксперименте, что при пробое воздуха двухцветными лазерными импульсами направление поляризации генерируемого терагерцового излучения может изменяться путем варьирования фазового сдвига между излучением лазера на основной частоте и на частоте его второй гармоники. Экспериментально продемонстрировано, что оптимальная фаза между первой и второй гармониками (с точки зрения эффективности оптико-терагерцовой конверсии) зависит от интенсивности лазерных импульсов. Выхода оптимальной фазы на постоянное значение в области высоких интенсивностей, предсказанного в предшествующих теоретических работах, не наблюдалось.

7. Экспериментально обнаружено, что при облучении медных образцов фемтосекундными импульсами с плотностью энергий 10-80 мДж/см энергия терагерцового излучения возрастала экспоненциально с увеличением энергии оптических импульсов. Оптимальная поляризация лазерных импульсов при генерации терагерцового излучения на металлических поверхностях была р-поляризация.

Научная и практическая значимость работы:

Получены новые экспериментальные данные по генерации терагерцового излучения в плазме оптического разряда, возникающего в атмосфере при фокусировке фемтосекундного лазерного излучения. Исследованы различные схемы генерации, связанные с фокусировкой оптического излучения сферическими и аксиконными линзами, с наложением постоянного электрического поля на область лазерной искры и с использованием бихроматического лазерного излучения. Изучена генерация импульсного терагерцового излучения при наклонном падении фемтосекундных лазерных импульсов на поверхности металлов. Экспериментально продемонстрирован эффективный способ генерации терагерцового излучения в сэндвич-структуре. На основании теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия оптических и терагерцовых импульсов в нелинейных кристаллах предложены и апробированы новые схемы регистрации терагецовых импульсов и калибровки детекторов терагерцового диапазона частот.

Полученные результаты представляют как научный интерес с точки зрения исследования механизмов генерации фемтосекундными лазерными импульсами излучения терагерцового диапазона частот и оптико-терагерцовых взаимодействий в нелинейных кристаллах, так и практическую ценность для разработки терагерцовых спектрометров (в том числе дистанционных).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Изменения энергии и спектра оптического импульса при взаимодействии с терагерцовой волной в электрооптических кристаллах пропорциональны первой производной по времени от напряженности терагерцового поля.

2. Изменения энергии и спектра лазерного импульса под действием терагерцового поля в нелинейном кристалле могут быть использованы для когерентного детектирования терагерцового излучения. На частотах выше 5 ТГц чувствительность нового метода детектирования, основанного на изменениях спектра лазерного импульса, более чем на порядок превышает чувствительность стандартной электрооптической схемы.

3. При распространении фемтосекундных лазерных импульсов титан-сапфирового лазера в сэндвич-структуре с сердцевиной из слоя ниобата лития толщиной 30 и 50 мкм происходит генерация излучения на частотах 0.1-3 ТГц. Эффективность оптико-терагерцового преобразования достигает 0,25% при энергиях лазерных импульсов 15-20 мкДж.

4. При пробое воздуха фемтосекундными лазерными импульсами длительностью 35-50 фс, энергией 2-3 мДж с использованием аксиконной линзы с углом при основании 15° генерируется излучение терагерцового диапазона частот (максимум спектра на 1 ТГц) с

эффективностью преобразования порядка 5ТО"8. Поляризация терагерцового излучения радиальная (локально линейная, вектор поляризации направлен радиально относительно оси распространения излучения), поперечное распределение энергии кольцеобразное.

5. При пробое воздуха линейно поляризованными фемтосекундными лазерными импульсами (длительностью 35-50 фс, энергией 2-3 мДж) с использованием сферических линз (F=50-500 мм) поперечное распределение энергии излучения диапазона 0.1-1.5 ТГц представляет собой два сегмента кольца с минимумом вдоль направления поляризации лазерного излучения. При циркулярной поляризации лазерных импульсов поперечное распределение энергии терагерцового излучения кольцеобразное. Поляризация терагерцового излучения является радиальной (относительно оси распространения излучения) как при линейной, так и при циркулярной поляризациях лазерного излучения.

6. В условиях пробоя воздуха двухцветными лазерными импульсами направление вектора поляризации генерируемого терагерцового излучения может изменяться путем варьирования фазового сдвига между эллиптически поляризованным излучением лазера на основной частоте и линейно поляризованным излучением на частоте его второй гармоники. Оптимальный с точки зрения эффективности оптико-терагерцовой конверсии сдвиг фазы линейно поляризованного излучения лазера на частоте его второй гармоники относительно линейно поляризованного излучения на основной частоте зависит от интенсивности лазерных импульсов. При низких интенсивностях лазерного излучения величина оптимального сдвига фазы остается постоянной, а начиная с интенсивности порядка 4-1013 Вт/см2 монотонно уменьшается.

Степень достоверности и апробация результатов работы:

Полученные результаты обладают высокой степенью достоверности и являются обоснованными. Аналитические и расчетные данные согласуются с результатами экспериментов. В экспериментах использовались современные методики, апробированные в предшествующих научных работах. Результаты диссертации опубликованы в 41 научной работе, из которых 14 статей в международных журналах и журналах из списка ВАК, 9 статей в сборниках трудов конференций, 18 тезисов докладов. Результаты входили в годичные отчеты РАН (2008, 2009 гг.), обсуждались на научных семинарах ИПФ РАН и конкурсах работ молодых ученых ИПФ РАН (Диплом III степени 2011, 2015 гг., Грамота 2009, 2014, 2015 гг.), докладывались на следующих конференциях: XIV научная школа "Нелинейные волны - 2008" (Нижний Новгород, Россия, 2008 г.); Международный оптический конгресс "Оптика - XXI век" (Санкт-Петербург, Россия, 2008 г.); 7th, 8th and 9th International Workshops "Strong Microwaves: Sources and Applications" (Россия; 2008, 2011 и 2014 гг.); VI и VII Международные конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2009" и "0птика-2011" (Санкт-Петербург; Россия;

2009 и 2011 гг.); International Conference Laser Optics 2008 (Санкт-Петербург, Россия, 2008 г.); 33rd and 35th International Conferences on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (Пасадена, США, 2008 г.; Рим, Италия, 2010 г.); VII, VIII и IX Всероссийские семинар по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн (Нижний Новгород; Россия; 2009, 2011, 2013 гг.); 4th Asia Summer School & Symposium on Laser-Plasma Acceleration and Radiation (Хсинчу, Тайвань, 2009 г.); International Symposium "Terahertz Radiation: Generation and Application" (Новосибирск, Россия, 2010 г.); Conference on Lasers and Electro-Optics and 12th European Quantum Electronics Conference (Мюнхен, Германия, 2011 г.); 2nd International Conference "Terahertz and Microwave radiation: Generation, Detection and Applications" (Москва, Россия, 2012 г.); International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (Москва, Россия, 2013 г.); XVIII научная конференция по радиофизике, посвященная Дню радио (Нижний Новгород, Россия, 2014 г.); 13th International Conference on Multiphoton Processes (Шанхай, Китай, 2014 г.). Автор награжден дипломом за первое место в конкурсе стендовых докладов на международной конференции 4th Asia Summer School & Symposium on Laser-Plasma Acceleration and Radiation, Хсинчу, Тайвань, 2009 г. за доклад «Terahertz pulse generation in a laser induced air plasma».

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иляков, Игорь Евгеньевич, 2015 год

Список цитируемой литературы

1. Booske J. H., Dobbs R. J., Joye C. D., Kory C. L., Neil G. R., Park G.-S., Park J., and Temkin R. J. Vacuum Electronic High Power Terahertz Sources // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology.-201 l.-V. l.-№ l.-P. 54-75.

2. Renk K. F. Basics of Laser Physics: For Students of Science and Engineering // Graduate Texts in Physics. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012.

3. Terahertz Optoelectronics / Ed. by K. Sakai. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. - V. 97 of Topics in Applied Physics.

4. Karpowicz N., Dai J., Lu X., Chen Y., Yamaguchi M., Zhao H., Zhang X.-C., Zhang L., Zhang C., Price-Gallagher M., Fletcher C., Mamer O., Lesimple A., Johnson K. Coherent heterodyne timedomain spectrometry covering the entire"terahertz gap" // Applied Physics Letters. - 2008. - V. 92. -P.011131.

5. Jepsen P. U., Cooke D. G., and Koch M. Terahertz spectroscopy and imaging - Modern techniques and applications // Laser Photonics Reviews. - 2011. - V. 5. - № l.-P. 124-166.

6. Ulbricht R., Hendry E., Shan J., Heinz T. F., Bonn M. Carrier dynamics in semiconductors studied with time-resolved terahertz spectroscopy // Reviews of Modern Physics. - 2011. - V. 83. - № 2. - P. 543-586.

7. Kolner B. H., Buckles R. A., Conklin P. M., and Scott R. P. Plasma Characterization With Terahertz Pulses // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. - 2008. - V. 14. - № 2. - P. 505512.

8. Son J.-H. Terahertz electromagnetic interactions with biological matter and their applications // Journal of Applied Physics. - 2009. - V. 105 - P. 102033.

9. Abraham E., Younus A., Delagnes J. C., Mounaix P. Non-invasive investigation of art paintings by terahertz imaging // Applied Physics A. - 2010. - V. 100. - P. 585-590.

10. Leahy-Hoppa M. R., Fitch M. J., Osiander R. Terahertz spectroscopy techniques for explosives detection // Analytical and Bioanalytical Chemistry. - 2009. - V. 395. - № 2. - P. 247-257.

11. Kitaeva G. Kh. Terahertz generation by means of optical lasers // Laser Physics Letters. -2008. -V. 5,-№8.-P. 559-576.

12. K. Reimann Table-top sources of ultrashort THz pulses // Reports on Progress in Physics. - 2007. -V. 70.-P. 1597-1632.

13. Chan W. L., Deibel J. and Mittleman D. M. Imaging with terahertz radiation // Reports on Progress in Physics. - 2007. - V. 70. - P. 1325-1379.

14. Hoffmann M. C. and Fulop J. A. Intense ultrashort terahertz pulses: generation and applications // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2011. - V. 44. - P. 083001.

15. Auston D. Picosecond optoelectronic switching and gating in silicon // Applied Physics Letters. -1975.-V. 26. -№ 3. - P. 101.

16. Lee C. Picosecond optoelectronic switching in GaAs // Applied Physics Letters. - 1977. - V. 30. -P. 84.

17. Auston D., Johnson A., Smith P., Bean J. Picosecond optoelectronic detection, sampling, and correlation measurements in amorphous semiconductors // Applied Physics Letters. - 1980. - V. 37. -P. 371.

18. Smith P. R., Auston D. H., Johnson A. M., and Augustyniak W. M. Picosecond photoconductivity in radiation-damaged silicon-on-sapphire films // Applied Physics Letters. - 1981. - V. 38. - P. 47.

19. Mourou G., Stancampiano C., Antonetti A., Orszag A. Picosecond microwave pulses generated with a subpicosecond laser-driven semiconductor switch // Applied Physics Letters. - 1981. - V. 39. -P.295.

20. Auston D., Smith P. Generation and detection of millimeter waves by picosecond photoconductivity // Applied Physics Letters. - 1983. - V. 43. - P. 631.

21. Auston D. H., Cheung K. P., and Smith P. R. Picosecond photoconducting Hertzian dipoles // Applied Physics Letters. - 1984. - V. 45. - P. 284.

22. DeFonzo A., Jarwala M., Lutz C. Transient response of planar integrated optoelectronic antennas // Applied Physics Letters. - 1987. - V. 50. - P. 1155.

23. DeFonzo A., Lutz C. Optoelectronic transmission and reception of ultrashort electrical pulses // Applied Physics Letters. - 1987. - V. 51. - P. 212.

24. Smith P., Auston D., Nuss M. Subpicosecond photoconducting dipole antennas // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1988. - V. 24. - P. 255.

25. Spence D., Kean P., Sibbett W. 60-fsec pulse generation from a self-mode-locked Ti:sapphire laser // Optics Letters. - 1991. - V. 16. - P. 42.

26. Smith F., Calawa A., Chen C.-L., Manfra M., Mahoney L. New MBE buffer used to eliminate backgating in GaAs MESFETs // IEEE Electron Device Letters. - 1988. - V. 9. - P. 77.

27. Gupta S., Frankel M., Valdmanis J., Whitaker J., Mourou G., Smith F., Calawa A. Subpicosecond carrier lifetime in GaAs grown by molecular beam epitaxy at low temperatures // Applied Physics Letters. - 1991. - V. 59. - P. 3276.

28. Yajima T., Takeuchi N. Far-Infrared Difference-Frequency Generation by Picosecond Laser Pulses // Japanese Journal of Applied Physics. - 1970. - V. 9. - P. 1361.

29. Yajima T., Takeuchi N. Spectral Properties and Tunability of Far-Infrared Difference-Frequency Radiation Produced by Picosecond Laser Pulses // Japanese Journal of Applied Physics. - 1971. - V. 10.-P. 907.

30. Yang K., Richards P., Shen Y. Generation of Far-Infrared Radiation by Picosecond Light Pulses in LiNb03 // Applied Physics Letters. - 1971. - V. 19. - P. 320.

31. Auston D. Subpicosecond electro-optic shock waves // Applied Physics Letters. - 1983. - V. 43. -P. 713.

32. Auston D., Cheung K., Valdmanis J., Kleinman D. Cherenkov Radiation from Femtosecond Optical Pulses in Electro-Optic Media // Physical Review Letters. - 1984. - V. 53. - P. 1555.

33. Auston D., Cheung K. Coherent time-domain far-infrared spectroscopy // Journal of the Optical Society of America B. - 1985. - V. 2. - P. 606.

34. Vicario C., Monoszlai B., and Hauril C. P. GV/m Single-Cycle Terahertz Fields from a Laser-Driven Large-Size Partitioned Organic Crystal // Physical Review Letters. - 2014. - V. 112. - P. 213901.

35. Bonvalet A., Joffre M., Martin J., Migus A. Generation of ultrabroadband femtosecond pulses in the mid-infrared by optical rectification of 15 fs light pulses at 100 MHz repetition rate // Applied Physics Letters. - 1995. - V. 67. - P. 2907.

36. Zhang X.-C., Hu B., Darrow J., Auston D. Generation of femtosecond electromagnetic pulses from semiconductor surfaces // Applied Physics Letters. - 1990. - V. 56. - P. 1011.

37. Hu B., Zhang X.-C., Auston D. Temperature dependence of femtosecond electromagnetic radiation from semiconductor surfaces // Applied Physics Letters. - 1990. - V. 57. - P. 2629.

38. Chuang S., Schmitt-Rink S., Green B., Saeta P., Levi A. Optical rectification at semiconductor surfaces // Physical Review Letters. - 1992. - V. 68. - P. 102.

39. Greene B., Saeta P., Dykaar D., Schmitt-Rink S., Chuang S. Far-infrared light generation at semiconductor surfaces and its spectroscopic applications // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1992. - V. 28.-P. 2302.

40. Zhang X.-C., Auston D. Optoelectronic measurement of semiconductor surfaces and interfaces with femtosecond optics // Journal of Applied Physics. - 1992. - V. 71. - P. 326.

41. Zhang X.-C., Jin Y., Hewitt T., Sangsiri T., Kingsley L., Welner M. Magnetic switching of THz beams // Applied Physics Letters. - 1993. - V. 62. - P. 2003.

i 42. Sarukura N., Ohtake H., Izamida S., Liu Z. High average-power THz radiation from femtosecond

laser-irradiated InAs in a magnetic field and its elliptical polarization characteristics // Journal of Applied Physics. - 1998. - V. 84. - P. 654.

43. McLaughlin R., Corchia A., Johnston M., Chen Q., Ciesla C., Arnone D., Jones G., Linfield E., Davies A., Pepper M. Enhanced coherent terahertz emission from indium arsenide in the presence of a magnetic field // Applied Physics Letters. - 2000. - V. 76. - P. 2038.

44. Kubler C., Huber R. and Leitenstorfer A. Ultrabroadband terahertz pulses: generation and field-resolved detection // Semiconductor Science and Technology. - 2005. - V. 20. - P. 128-133.

45. Hamster H., Sullivan A., Gordon S., White W., and Falcone R. W. Subpicosecond Electromagnetic Pulses from Intense Laser-Plasma Interaction // Physical Review Letters. - 1993. - V. 71. - P. 2725.

46. Loffler T., Jacob F., and Roskos H. G. Generation of terahertz pulses by photoionization of electrically biased air // Applied Physics Letters. - 2000. - V. 77. - P. 453.

47. Cook D. J. and Hochstrasser R. M. Intense terahertz pulses by four-wave rectification in air // Optics Letters. - 2000. - V. 25. - P. 1210-1212.

48. Minami Y., Kurihara T., Yamaguchi K., Nakajima M., and Suemoto T. High-power THz wave generation in plasma induced by polarization adjusted two-color laser pulses // Applied Physics Letters.-2013.-V. 102.-P. 041105.

49. [Online]. - http://dl.z-thz.com/brochures/zap_1401_lr.pdf

50. Leo K., Shah J., Gobel E., Damen T., Schmitt-Rink S., Schafer W. Coherent oscillations of a wave packet in a semiconductor double-quantum-well structure // Physical Review Letters. - 1991. - V. 66. -P. 201.

51. Roskos H., Nuss M., Shah J., Leo K., Miller D., Fox A., Schmitt-Rink S., Kohler K. Coherent submillimeter-wave emission from charge oscillations in a double-well potential // Physical Review Letters. - 1992. - V. 68. - P. 2216.

52. Planken P., Nuss M., Brener I., Goossen K., Luo M., Chuang S., Pfeiffer L. Terahertz emission in single quantum wells after coherent optical excitation of light hole and heavy hole excitons // Physical Review Letters. - 1992. - V. 69. - P. 3800.

53. Waschke C., Roskos H., Schwedler R., Leo K., Kurz H., Kohler K. Coherent submillimeter-wave emission from Bloch oscillations in a semiconductor superlattice // Physical Review Letters. - 1993. -V. 70.-P. 3319.

54. Dekorsy T., Auer H., Waschke C., Bakker H., Roskos H., Kurz H., Wagner V., Grosse P. Emission of Submillimeter Electromagnetic Waves by Coherent Phonons // Physical Review Letters. - 1995. -V. 74.-P. 738.

55. Kersting R., Unterrainer K., Strasser G., Kauffmann H., Gornik E. Few-Cycle THz Emission from Cold Plasma Oscillations // Physical Review Letters. - 1997. - V. 79. - P. 3038.

56. Tani M., Fukasawa R., Abe H., Matsuura S., Sakai K., and Nakashima S. Terahertz radiation from coherent phonons excited in semiconductors // Journal of Applied Physics. - 1998. - V. 83. - P. 2473.

57. Gu P., Tani M., Sakai K., Yang T.-R. Detection of terahertz radiation from longitudinal optical phonon-plasmon coupling modes in InSb film using an ultrabroadband photoconductive antenna // Applied Physics Letters. - 2000. - V. 77. - P. 1798.

58. Hangyo M., Tomozawa S., Murakami Y., Tonouchi M., Tani M., Wang Z., Sakai K., Nakashima S. Terahertz radiation from superconducting Yba2Cu307-8 thin films excited by femtosecond optical pulses // Applied Physics Letters. - 1996. - V. 69. - P. 2122.

59. Tonouchi M., Tani М., Wang Z., Sakai K., Wada N., Hangyo M. Novel Terahertz Radiation from Flux-Trapped УЬагСизС^-б Thin Films Excited by Femtosecond Laser Pulses // Japanese Journal of Applied Physics. - 1997. - V. 36. - Part 2, № 2A. - P. 93.

60. Wu Q., Zhang X.-C. Free-space electro-optic sampling of terahertz beams // Applied Physics Letters. - 1995. - V. 67. - P. 3523.

61. Wu Q., Zhang X.-C. Free-space electro-optics sampling of mid-infrared pulses // Applied Physics Letters. - 1997.-V. 71.-P. 1285.

62. Brodschelm A., Tauser F., Huber R., Sohn J., Leitenstorfer A. // Ultrafast Phenomena XII. -Springer Berlin Heidelberg, 2001. - pp. 215-217.

63. Lu Z., Campbell P., Zhang X.-C. Free-space electro-optic sampling with a high-repetition-rate regenerative amplified laser // Applied Physics Letters. - 1997. - V. 71. - P. 593.

64. Lee Y.-S., Meade Т., DeCamp M., Norris Т. В., and Galvanauskas A. Generation of narrow-band terahertz radiation via optical rectification of femtosecond pulses in periodically poled lithium niobate // Applied Physics Letters. - 2000. - V. 76. - P. 2505.

65. Lee Y.-S., Meade Т., DeCamp M., Norris Т. В., Galvanauskas A. Temperature dependence of narrow-band terahertz generation from periodically poled lithium niobate // Applied Physics Letters. -2000.-V. 77.-P. 1244.

66. Weiss C., Torosyan G., Meyn J.-P., Wallenstein R., Beigang R., Avetisyan Y. Tuning characteristics of narrowband THz radiation generated via optical rectification in periodically poled lithium niobate // Optics Express. - 2001. - V. 8. - P. 497.

67. Weiss C., Torosyan G., Avetisyan Y., Beigang R. Generation of tunable narrow-band surface-emitted terahertz radiation in periodically poled lithium niobate // Optics Letters. - 2001. - V. 26. - P. 563.

68. Lee Y.-S. and Norris Т. B. Terahertz pulse shaping and optimal waveform generation in poled ferroelectric crystals // Journal of the Optical Society of America B. - 2002. - V. 19. - P. 2791.

69. Lee Y.-S., Amer N., and Hurlbut W. C. Terahertz pulse shaping via optical rectification in poled lithium niobate // Applied Physics Letters. - 2003. - V. 82. - P. 170.

70. Ma G. H., Tang S. H., Kitaeva G. Kh, Naumova I. I. Terahertz generation in Czochralski-grown periodically poled Mg:Y:LiNb03 by optical rectification // Journal of the Optical Society of America B.-2006.-V. 23.-P. 81.

71. Kitaeva G. Kh. Frequency conversion in aperiodic quasi-phase-matched structures // Physical Review A. - 2007. - V. 76.-P. 043841.

72. Ковалев С. П., Китаева Г. X. Два альтернативных подхода при электрооптическом детектировании импульсов терагерцового излучения // Письма в ЖЭТФ. - 2011. - Т. 94. - С. 95100.

73. Kovalev S. P. and. Kitaeva G. Kh. Terahertz electro-optical detection: optical phase or energy measurements // Journal of the Optical Society of America B. - 2013. - V. 30. - P. 2650.

74. Ни В., Zhang X.-C., Auston D., Smith P. Free-space radiation from electro-optic crystals // Applied Physics Letters. - 1990. - V. 56. - P. 506.

75. Xu L., Zhang X.-C., Auston D. Terahertz beam generation by femtosecond optical pulses in electro-optic materials // Applied Physics Letters. - 1992. - V. 61. - P. 1784.

76. Rice A., Jin Y., Ma X., Zhang X.-C., Bliss D., Larkin J., Alexader M. Terahertz optical rectification from <110> zinc-blende crystals // Applied Physics Letters. - 1994. - V. 64. - P. 1324.

77. Carrig Т., Rodriguez G., Clement Т., Taylor A., Stewart K. Generation of terahertz radiation using electro-optic crystal mosaics // Applied Physics Letters. - 1995. - V. 66. - P. 10.

78. Nahata A., Auston D., Wu C., Yardley J. Generation of terahertz radiation from a poled polymer // Applied Physics Letters. - 1995. - V. 67. - P. 1358.

79. Hebling J., Almasi G., Kozma I. Z., and Kuhl J. Velocity matching by pulse front tilting for large-area THz pulse generation // Optics Express. - 2002. - V. 10. - P. 1161.

80. Stepanov A. G., Bonacina L., Chekalin S. V., and Wolf J.-P., Generation of 30 ^J single-cycle terahertz pulses at 100 Hz repetition rate by optical rectification // Optics Letters. - 2008. - V. 33. - P. 2497.

81. Theuer M., Torosyan G., Rau C., Beigang R., Maki K., Otani C., and Kawase K. Efficient generation of Cherenkov-type terahertz radiation from a lithium niobate crystal with a silicon prism output coupler // Applied Physics Letters. - 2006. - V. 88. - P. 071122.

82. Theuer M., Molter D., Maki K., Otani C., Lhuillier J. A., and Beigang R. Terahertz generation in an actively controlled femtosecond enhancement cavity // Applied Physics Letters. - 2008. - V. 93. -P. 041119.

83. Stepanov A. G., Hebling J., and Kuhl J. THz generation via optical rectification with ultrashort laser pulse focused to a line // Applied Physics B. - 2005. - V. 81. - P. 23-26.

84. Stepanov A. G., Kuhl J., Kozma I. Z., Riedle E., Almasi G., and Hebling J. Scaling up the energy of THz pulses created by optical rectification // Optics Express. - 2005. - V. 13. - P. 5762-5768.

85. Bodrov S. В., Bakunov M. 1., and Hangyo M. Efficient Cherenkov emission of broadband terahertz radiation from an ultrashort laser pulse in a sandwich structure with nonlinear core // Journal of Applied Physics. - 2008.-V. 104. - P. 093105.

86. Liu J., Dai J., Chin S. L., and Zhang X.-C. Broadband terahertz wave remote sensing using coherent manipulation of fluorescence from asymmetrically ionized gases // Nature Photonics. -2010.-V. 4.-P. 627-631.

87. Шен И. P. Принципы нелинейной оптики: Пер. с англ. - Наука, 1989. - 560 с.

88. D'Amico C., Houard A., Franco M., Prade B., and Mysyrowicz A. Conical Forward THz Emission from Femtosecond-Laser-Beam Filamentation in Air // Physical Review Letters. - 2007. - V. 98. - P. 235002.

89. Houard A., Liu Y., Mysyrowicz A., Leriche B. Calorimetric detection of the conical terahertz radiation from femtosecond laser filaments in air // Applied Physics Letters. - 2007. - V. 91. - P. 241105.

90. Zhang Y„ Chen Y., Marceau C., Liu W., Sun Z.-D, Xu S., Theberge F., Chateauneuf M., Dubois J. and Chin S. L. New type THz pulse emitted from femtosecond laser filament in air // Terahertz Science and Technology. - 2008. - V.l. - № 4. - P. 190-198.

91. Loffler T. and Roskos H. G., Gas-pressure dependence of terahertz-pulse generation in a lasergenerated nitrogen plasma // Journal of Applied Physics. - 2002. - V. 91. - P. 2611-2614.

92. Houard A., Liu Y., Prade B., Tikhonchuk V. T., and Mysyrowicz A. Strong Enhancement of Terahertz Radiation from Laser Filaments in Air by a Static Electric Field // Physical Review Letters. -2008.-V. 100.-P. 255006.

93. Kress M., Löffler T., Eden S., Thomson M., and Roskos H. G. Terahertz-pulse generation by photoionization of air with laser pulses composed of both fundamental and second-harmonic waves // Optics Letters. - 2004. - V. 29. - № 10. - P. 1120-1124.

94. Bartel T., Gaal P., Reimann K., Woerner M., and Elsaesser T. Generation of single-cycle THz transients with high electric-field amplitudes // Optics Letters. - 2005. - V. 30. - № 20. - P. 28052807.

95. Löffler T. Erzeugung intensiver Pulse im Terahertz frequenzbereich mittels laser-generierter Plasmen // Ph.D. dissertation. - Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany. - 2003.

96. Augst S., Meyerhofer D. D., Strickland D., and Chin S. L. Laser ionization of noble gases by Coulomb-barrier suppression // Journal of the Optical Society of America B. - 1991. - V. 8. - P. 858.

97. Xie X., Dai J., and Zhang X.-C. Coherent Control of THz Wave Generation in Ambient Air // Physical Review Letters. - 2006. - V. 96. - P. 075005.

98. Borodin A. V., Panov N. A., Kosareva O. G., Andreeva V. A., Esaulkov M. N., Makarov V. A., Shkurinov A. P., Chin S. L., Zhang X.-C. Transformation of terahertz spectra emitted from dual-frequency femtosecond pulse interaction in gases // Optics Letters. - 2013. - V. 38. -№ 11. - P. 19061908.

99. Zhong H., Karpowicz N., and Zhang X.-C. Terahertz emission profile from laser-induced air plasma // Applied Physics Letters. - 2006. - V. 88. - P. 261103.

100. Kim K. Y., Glownia J. H., Taylor A. J., Rodriguez G. Terahertz emission from ultrafast ionizing air in symmetry-broken laser fields // Optics Express. - 2007. - V. 15. - P. 4577-4584.

101. Kim К. Y., Taylor A. J., Glownia J. H., Rodriguez G. Coherent control of terahertz supercontinuum generation in ultrafast laser-gas interactions // Nature Photonics. - 2008. - V. 2. - P. 605-609.

102. Dai H. and Liu J., Phase dependence of the generation of terahertz waves from two-color laser-induced gas plasma // Journal of Optics. - 2011. - V. 13. - P. 055201.

103. Karpowicz N., Lu X. and Zhang X.-C. Terahertz gas photonics // Journal of Modern Optics. -2009.-V. 56.-P. 1137-1150.

104. Zhang D., Lu Z., Meng C., Du X., Zhou Z., Zhao Z., and Yuan J. Synchronizing Terahertz Wave Generation with Attosecond Bursts // Physical Review Letters. - 2012. - V. 109. - P. 243002.

105. Lu Z., Zhang D., Meng C., Du X., Zhou Z., Huang Y., Zhao Z. and Yuan J. Attosecond synchronization of terahertz wave and high-harmonics // Journal of Physics B. - 2013. - V. 46. - P. 155602.

106. Alexandrov L. N., Emelin M. Yu. and Ryabikin M. Yu. Unidirectional current excitation in tunneling ionization of asymmetric molecules// Physical Review A. - 2013. - V. 87. - P. 013414.

107. Alexandrov L. N., Emelin M. Yu. and Ryabikin M. Yu. Coulomb effects in directional current excitation in the ionization of gas by a two-color laser field // Journal of Physics B. - 2014. - V. 47. -P. 204028.

108. Голубев С. В., Суворов Е. В., Шалашов А. Г. О возможности генерации терагерцового излучения при оптическом пробое газа // Письма в ЖЭТФ. - 2004. - Т. 79. - С. 443-447.

109. Быстрое А. М., Введенский Н. В., Гильденбург В. Б. Генерация терагерцового излучения при оптическом пробое газа // Письма в ЖЭТФ. - 2005. - Т. 82. - С. 852-857.

110. Введенский Н. В., Гильденбург В. Б. Прямое преобразование ультракоротких лазерных импульсов в терагерцовое излучение в процессе оптического пробоя газа //

Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2007. - № 1. - С. 65-71.

111. Gildenburg V. В. and Vvedenskii N. V. Optical-to-THz Wave Conversion via Excitation of Plasma Oscillations in the Tunneling-Ionization Process // Physical Review Letters. - 2007. - V. 98. -P. 245002.

112. Hilton D. J., Averitt R. D., Meserole C. A., Fisher G. L., Funk D. J., Thompson J. D., and Taylor A. J. Terahertz emission via ultrashort-pulse excitation of magnetic metal films // Optics Letters. -2004.-V. 29.-P. 1805.

113. Kadlec F., Kuzel P., Coutaz J.-L. Optical rectification at metal surfaces // Optics Letters. - 2004. -V.29.-P. 2674.

114. Beaurepaire E., Turner G. M., Harrel S. M., Beard M. C., Bigot J.-Y., and Schmuttenmaer C. A. Coherent terahertz emission from ferromagnetic films excited by femtosecond laser pulses // Applied Physics Letters. - 2004. - V. 84. - P. 3465.

115. Gao Y., Drake Т., Chen Z., and DeCamp M. F. Half-cycle-pulse terahertz emission from an ultrafast laser plasma in a solid target // Optics Letters. - 2008. - V. 33. - P. 2776.

116. Fei D., Chun L., MuLin Z., et al. Angular distribution of terahertz emission from laser interactions with solid targets // Science China Information Sciences. - 2012. - V. 55. - P. 43-48.

117. Fei D., Chun L., MuLin Z., et al. Polarization of terahertz emission out of incident plane from laser interactions with solid targets // Science China Physics, Mechanics & Astronomy. - 2012. - V. 55.-P. 589-592.

118. Ярив А. Введение в оптическую электронику: Пер. с англ. - Высшая школа, 1983. - 400 с.

119. Blanchard F., Razzari L., Bandulet H.-C., Sharma G., Morandotti R„ Kieffer J.-C., Ozaki Т., Reid M., Tiedje H. F., Haugen H. K., and Hegmann F. A. Generation of 1.5 fiJ single-cycle terahertz pulses by optical rectification from a large aperture ZnTe crystal // Optics Express. - 2007. - V. 15. - P. 13212-13220.

120. Bakunov M. I., Bodrov S. В., Maslov A. V., and Hangyo M. Theory of terahertz generation in a slab of electrooptic material using an ultrashort laser pulse focused to a line // Physical Review B. -2007.-V. 76.-P. 085346.

121. Wu Q., Zhang X.-C., Design and characterization of traveling-wave electrooptic terahertz sensors // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. - 1996. - V. 2. - P. 693.

122. Naumova I. I., Evlanova N. F., Gliko O. A., and Lavrishchev S. V. Czochralski grown lithium niobate with a regular domain structure // Ferroelectrics. - 1997. - V. 190. - P. 107-114.

123. Gallot G. and Grischkowsky D. Electro-optic detection of terahertz radiation // Journal of the Optical Society of America В.- 1999.-V. 16.-P. 1204-1212.

124. Kitaeva G. Kh., Kovalev S. P., Naumova I. I., Akhmedzhanov R. A., Ilyakov I. E., Shishkin B. V., and Suvorov E. V. Quasi-phase-matched probe-energy electro-optic sampling as a method of narrowband terahertz detection // Applied Physics Letters. - 2010. - V. 96. - P. 071106.

125. Shen Y., Carr G. L., Murphy J. В., Tsang T. Y., Wang X., and X. Yang Spatiotemporal control of ultrashort laser pulses using intense single-cycle terahertz pulses // Physical Review A . - 2008. - V. 78.-P. 043813.

126. Shen Y., Watanabe Т., Arena D. A., Kao C.-C., Murphy J. В., Tsang T.Y., Wang X. J., and Carr G. L. Nonlinear Cross-Phase Modulation with Intense Single-Cycle Terahertz Pulses // Physical Review Letters. - 2007. - V. 99. - P. 043901.

127. Gopal A., Herzer S., Schmidt A., Singh P., Reinhard A., Ziegler W., Brommel D., Karmakar A., Gibbon P., Dillner U., May Т., Meyer H.-G., and Paulus G. G. Observation of Gigawatt-Class THz Pulses from a Compact Laser-Driven Particle Accelerator // Physical Review Letters. - 2013. - V. 111.-P. 074802.

128. Leitenstorfer A., Hunsche S., Shah J., Nuss M. C., and Knox W. H. Detectors and sources for ultrabroadband electro-optic sampling: Experiment and theory // Applied Physics Letters. - 1999. - V. 74.-P. 1516.

129. Nahata A., Weling A. S., and Heinz T. F. A wideband coherent terahertz spectroscopy system using optical rectification and electro-optic sampling // Applied Physics Letters. - 1996. - V. 69. - P. 2321.

130. Bakunov M. I. and Bodrov S. B. Si-LiNbCh-air-metal structure for concentrated terahertz emission from ultrashort laser pulses // Applied Physics B. - 2010. - V. 98. - P. 1-4.

131. Kostin V. A. and Vvedenskii N. V. Ionization-induced conversion of ultrashort Bessel beam to terahertz pulse // Optics Letters. - 2010. - V. 35. - P. 247-249.

132. Sprangle P., Penano J. R., Hafizi В., and Kapetanakos C. A. Ultrashort laser pulses and electromagnetic pulse generation in air and on dielectric surfaces // Physical Review E . - 2004. - V. 69.-P. 066415.

133. Couairon A., Tzortzakis S., Berge L., Franco M., Prade В., and Mysyrowicz A. Infrared femtosecond light filaments in air: simulations and experiments // Journal of the Optical Society of America B. - 2002. - V. 19. - P. 1117.

134. Zharova N. A., Mironov V. A., and Fadeev D. A. Anisotropic effects of terahertz emission from laser sparks in air // Physical Review E. - 2010. - V. 82. - P. 056409.

135. Minami Y., Kurihara Т., Yamaguchi K., Nakajima M., and Suemoto T. Longitudinal terahertz wave generation from an air plasma filament induced by a femtosecond laser // Applied Physics Letters.-2013.-V. 102.-P. 151106.

136. Wen H. and Lindenberg A. M. Coherent Terahertz Polarization Control through Manipulation of Electron Trajectories // Physical Review Letters. - 2009. - V. 103. - P. 023902.

137. Ахмеджанов P.A., Иляков И.Е., Миронов B.A., Суворов Е.В., Фадеев Д.А., Шишкин Б.В. О генерации терагерцового излучения при оптическом пробое в поле бихроматического лазерного импульса //Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. - 2009. - Т. 136. - С. 431-441.

138. Dai J., Karpowicz N., and Zhang X.-C. Coherent Polarization Control of Terahertz Waves Generated from Two-Color Laser-Induced Gas Plasma // Physical Review Letters. - 2009. - V. 103. -P. 023001.

139. Theberge F., Liu W., Simard P. Tr., Becker A., and Chin S. L. Plasma density inside a femtosecond laser filament in air: Strong dependence on external focusing // Physical Review E. -2006. - V. 74. - P. 036406.

140. Akturk S., Couairon A., Franco M., and Mysyrowicz A. Spectrogram representation of pulse self compression by filamentation//Optics Express. - 2008.-V. 16.-№22.-P. 17626-17636.

141. Ramanandan G. K. P., Ramakrishnan G., Kumar N., Adam A. J. L. and Planken P. C. M. Emission of terahertz pulses from nanostructured metal surfaces // Journal of Physics B. - 2014. - V. 47.-P. 374003.

Публикации автора по теме диссертации

А1. Ахмеджанов Р.А., Иляков И.Е., Миронов В.А., Суворов Е.В., Фадеев Д.А., Шишкин Б.В. Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизующих лазерных импульсов // Письма в ЖЭТФ. - 2008. - Т. 88. - № 9. - С. 659-663.

А2. Ахмеджанов Р.А., Иляков И.Е., Миронов В.А., Суворов Е.В., Фадеев Д.А., Шишкин Б.В. О генерации терагерцового излучения при оптическом пробое в поле бихроматического лазерного импульса // ЖЭТФ. - 2009. - Т. 136. - № 3. - С. 431-441.

A3. Ахмеджанов Р.А., Иляков И.Е., Миронов В.А., Суворов Е.В., Фадеев Д.А., Шишкин Б.В. Влияние спектрального состава лазерного импульса и постоянного электрического поля на эффективность генерации терагерцового излучения при оптическом пробое в воздухе // Известия вузов. Радиофизика. - 2009. - Т. 52. - № 7. - С. 536-549.

А4. Bodrov S.B., Stepanov A.N., Bakunov M.I., Shishkin B.V., Ilyakov I.E., and Akhmedzhanov R.A. Highly efficient optical-to-terahertz conversion in a sandwich structure with ЬГЫЬОз core // Optics Express. - 2009. - V. 17.-№3.-P. 1871-1879.

A5. Kitaeva G.Kh., Kovalev S.P., Naumova I.I., Akhmedzhanov R.A., Ilyakov I.E., Shishkin B.V., and Suvorov E.V. Quasi-phase-matched probe-energy electro-optic sampling as a method of narrowband terahertz detection // Applied Physics Letters. - 2010. - V. 96. - № 7. - P. 071106. A6. Ковалев С.П., Китаева Г.Х., Ильин H.A., Иляков И.Е., Мишина Е.Д., Пенин А.Н., Сигов А.С. Нелинейно-оптическое детектирование терагерцового излучения в периодически поляризованных кристаллах // ВМУ. Серия 3. Физика. Астрономия. - 2011. - № 1. - С. 12-18. А7. Suvorov Е., Akhmedzhanov R., Fadeev D., Ilyakov I., Mironov V., Shishkin B. On the Peculiarities of THz Radiation Generation in a Laser Induced Plasmas // Journal of Infrared Millimeter and Terahertz Waves.-2011.-V. 32.-№ 10.-P. 1243-1252.

A8. Bodrov S. В., Ilyakov I. E., Shishkin В. V., and Stepanov A. N. Efficient terahertz generation by optical rectification in Si-LiNb03-air-metal sandwich structure with variable air gap // Applied Physics Letters. - 2012. - V. 100. - № 20. - P. 201114.

A9. Suvorov E.V., Akhmedzhanov R.A., Fadeev D.A., Ilyakov I.E., Mironov V.A., Shishkin B.V. Terahertz emission from a metallic surface induced by a femtosecond optic pulse // Optics Letters. -2012. - V. 37. - № 13. - P. 2520-2522.

A10. Ilyakov I.E., Kitaeva G.Kh., Shishkin B.V., and Akhmedzhanov R.A. Laser pulse amplitude changes induced by terahertz waves under linear electro-optic effect // Applied Physics Letters. -2014.-V. 104.-№ 15.-P. 151107.

All. Ахмеджанов P.A., Иляков И.Е., Миронов B.A., Оладышкин И.В., Суворов Е.В., Фадеев Д.А., Шишкин Б.В. Генерация терагерцового излучения при взаимодействии интенсивных

фемтосекундных лазерных импульсов с поверхностью металла // Известия вузов. Радиофизика. - 2014. - Т. 57. - № 11. - С. 902-916.

А12. Stepanov A. N., Bodrov S. В., Ilyakov I. Е., Korytin A. I., Aleksandrov N. L., and Vvedenskii N. V. Efficient THz generation by femtosecond laser pulses and using THz radiation for plasma diagnostics // Terahertz Science and Technology. - 2014. - V. 7. - № 3. - P. 108-127. A13. Иляков И.Е., Шишкин Б.В., Александров JI.A., Емелин М.Ю., Рябикин М.Ю. Генерация терагерцового излучения при оптическом пробое воздуха: зависимость оптимального фазового сдвига между компонентами двухцветного лазерного импульса от их интенсивности // Письма в ЖЭТФ.-2015.-Т. 101. -№ 2. - С. 78-83.

А14. Ilyakov I.E., Kitaeva G.Kh., Shishkin B.V., and Akhmedzhanov R.A. Terahertz wave electro-optic measurements with optical spectral filtering // Applied Physics Letters. - 2015. - V. 106. - № 12. -P. 121101.

A15. Ахмеджанов P.A., Водопьянов A.B., Иляков И.Е., Суворов Е.В., Третьяков М.Ю., Шишкин Б.В. Терагерцовое излучение при аксиконном пробое воздуха фемтосекундными импульсами // Сборник трудов V международного оптического конгресса Оптика - XXI век. - Санкт-Петербург. - 2008. - Т. 2. - С. 325-328.

А16. Бодров С.Б., Степанов А.Н., Шишкин Б.В., Иляков И.Е., Ахмеджанов Р.А., Бакунов М.И. Эффективная генерация терагерцового черенковского излучения фемтосекундными лазерными импульсами в сэндвич-структуре с сердцевиной из LiNb03 // Сборник трудов V международного оптического конгресса Оптика - XXI век. - Санкт-Петербург. - 2008. - Т. 2. -С. 298-301.

А17. Ахмеджанов Р. А., Иляков И. Е., Суворов Е. В., Шишкин Б. В. Генерация терагерцового излучения при пробое воздуха фемтосекундными лазерными импульсами // Сборник трудов VI международной конференции молодых ученых и специалистов 0птика-2009. - Санкт-Петербург. - 2009. - С. 118-120.

А18. Akhmedzhanov R.A., Fadeev D.A., Ilyakov I.E., Mironov V.A., Shishkin B.V. Terahertz emission from laser-induced air plasma with the second harmonic of the pump frequency // Proc. of the VII International Workshop Strong Microwaves: Sources and Applications. - N. Novgorod. -2009.-V. 2.-P. 539-544.

A19. Suvorov E.V., Akhmedzhanov R.A., Bodrov S.B., Fadeev D.A., Ilyakov I.E., Mironov V.A., Stepanov A.N., Shishkin B.V., and Bakunov M.I. Generation of terahertz radiation by intense femtosecond pulses // Proc. of the VII International Workshop Strong Microwaves: Sources and Applications. - N. Novgorod. - 2009. - V. 2. - P. 529-538.

A20. Иляков И.Е., Ахмеджанов P.A., Китаева Г.Х., Суворов Е.В., Шишкин Б.В. Перераспределение энергии между терагерцовыми и оптическими импульсами при совместном

распространении в нелинейной среде // Сборник трудов VII международной конференции молодых ученых и специалистов 0птика-2011. - Санкт-Петербург. - 2011. - С. 593-594. А21. Suvorov Е., Akhmedzhanov R., Fadeev D., Ilyakov I., Mironov V. and Shishkin B. Plasma mechanisms of THz radiation generation // Proc. of the 8-th International Workshop Strong Microwaves and Terahertz Waves: Sources and Applications. - N.Novgorod - St.-Petersburg. - 2011. -P. 231-232.

A22. Ilyakov I.E., Kitaeva G.Kh., Shishkin B.V., Akhmedzhanov R.A. Electro-optic sampling based on optical-terahertz energy exchange // Proc. of the 9-th International Workshop Strong Microwaves and Terahertz Waves: Sources and Applications. - N.Novgorod-Perm-N.Novgorod. - 2014. - P. 235236.

A23. Александров JI.H., Емелин М.Ю., Иляков И.Е., Шишкин Б.В., Рябикин М.Ю. Кулоновские эффекты при генерации направленных токов двухцветным лазерным полем в газе: от теории к эксперименту // Труды XVIII научной конференции по радиофизике, посвященной Дню радио. - Н. Новгород. - 2014. - С. 154-155.

А24. Ахмеджанов Р.А., Иляков И.Е., Шишкин Б.В. Терагерцовое излучение лазерной искры в воздухе, создаваемой импульсами фемтосекундной длительности // Тезисы докладов XIV научной школы Нелинейные волны - 2008. - Н. Новгород. - 2008. - С. 63-64. А25. Bodrov S.B., Stepanov A.N., Shishkin B.V., Ilyakov I.E., Akhmedzhanov R.A., and Bakunov M.I. Efficient Terahertz Generation from a Femtosecond Laser Pulse Propagating in a Si-LiNb03-glas Structure // International Conference Laser Optics 2008. - St.-Petersburg. - 2008. A26. Akhmedzhanov R.A., Fadeev D.A., Ilyakov I.E., Mironov V.A., Shishkin B.V. Terahertz emission from laser-induced air plasma with the second harmonic of the pump frequency // Abstracts of the VII International Workshop Strong Microwaves: Sources and Applications. - 2008. - N. Novgorod. -P.123.

A27. Suvorov E.V., Akhmedzhanov R.A., Bodrov S.B., Fadeev D.A., Ilyakov I.E., Mironov V.A., Stepanov A.N., Shishkin B.V., and Bakunov M.I. Generation of terahertz radiation by intense femtosecond pulses // Abstracts of the VII International Workshop Strong Microwaves: Sources and Applications. - N. Novgorod. - 2008.

A28. Akhmedzhanov R.A., Ilyakov I.E., Mironov V.A., Suvorov E.V., Fadeev D.A., Shishkin B.V. Investigation of THz radiation generation in a laser spark of axicon discharge // 33rd International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. - Pasadena, USA. - 2008. - W5D50. A29. Bodrov S.B., Stepanov A.N., Shishkin B.V., Ilyakov I.E., Akhmedzhanov R.A., and Bakunov M.I. Efficient Optical-to-Terahertz Conversion of Femtosecond Laser Pulses Propagating Along a Sandwich Structure with Thin LiNb03 Core // 33rd International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. - Pasadena, USA. - 2008. - W5D43.

АЗО. Ахмеджанов Р. А., Иляков И. Е., Суворов Е. В., Шишкин Б. В. Экспериментальное исследование генерации терагерцового излучения при оптическом пробое в атмосфере /У Тезисы докладов всероссийского семинара по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн. - Н.Новгород. - 2009. - С. 20-21.

А31. Akhmedzhanov R.A., Ilyakov I.E., Shishkin B.V., Suvorov E.V. Terahertz pulse generation in a laser induced air plasma // Abstracts of 4th Asia Summer School & Symposium on Laser-Plasma Acceleration and Radiation. - Hsinchu, Taiwan. - 2009. - P. 28.

A32. Kitaeva G.Kh., Kovalev S.P., Naumova, I.I., Akhmedzhanov R.A., Ilyakov I.E., Shishkin B.V., Suvorov E.V. A new method of terahertz detection: probe-energy electro-optic sampling // 35th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. - Rome, Italy. - 2010. - Mo-P.20.

A33. Suvorov E., Akhmedzhanov R., Fadeev D., Ilyakov I., Mironov V., Shishkin B. Generation of THz radiation in a laser spark // 35th International Conference on Infrared Millimeter and Terahertz Waves. - Rome, Italy. - 2010. - Tu-C3.5.

A34. Suvorov E.V., Akhmedzhanov R.A., Ilyakov I.E., Mironov V.A., Fadeev D.A., Shishkin B.V. Generation of the THz radiation in a laser spark // Digest reports of International Symposium Terahertz Radiation: Generation and Application. - Novosibirsk. - 2010. - P. 50. A35. Ахмеджанов P.A., Иляков И.Е., Миронов B.A., Суворов Е.В., Фадеев Д.А., Шишкин Б.В. О генерации терагерцового излучения при оптическом пробое газов // Тезисы докладов VIII всероссийского семинара по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн. - Н. Новгород. - 2011. - С. 29-31.

А36. Иляков И.Е., Ахмеджанов Р.А., Китаева Г.Х., Суворов Е.В., Шишкин Б.В. Модуляция энергии фемтосекундных импульсов в кристалле ZnTe полем терагерцового диапазона частот // Тезисы докладов VIII всероссийского семинара по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн. - Н. Новгород. - 2011. - С. 36.

А37. Bodrov S., Ilyakov I., Shishkin В., Stepanov A. Terahertz Generation Control by Metal Substrate in Sandwich Structure with Thin LiNb03 // Abstracts of the Conference on Lasers and Electro-Optics Europe and 12th European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe - EQEC 2011). - Munich, Germany. - 2011. - CC4.6 SUN.

A38. Akhmedzhanov R. A., Fadeev D. A., Ilyakov I. E., Mironov V. A., Shishkin В. V., Suvorov E. V. Terahertz radiation from metallic surface irradiated by femtosecond laser pulses // TERA 2012 abstract book.-Moscow.-2012.-P. 31.

A39. Ахмеджанов P.A., Иляков И.Е., Миронов B.A., Суворов Е.В., Фадеев Д.А., Шишкин Б.В. Генерация терагерцового излучения при взаимодействии фемтосекундного лазерного излучения с металлической поверхностью // Тезисы докладов IX всероссийского семинара по

(m) /ty

радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн. - Н. Новгород. - 2013. - С. 29-30. А40. Suvorov Е. V., Akhmedzhanov R. A., Mironov V. A., Oladyshkin I. V., Ilyakov I. Е., Shishkin В. V., Fadeev D. A. Terahertz generation from metal surface induced by femtosecond laser pulse // ICONO/LAT. - Moscow. - 2013. - P. JSC2.

A41. Alexandrov L.N., Emelin M.Yu., Ilyakov I.E., Shishkin B.V., and Ryabikin M.Yu. THz wave generation by photoionization of air: intensity-dependent optimal phase shift between components of two-color laser field // Abstracts of 13th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP13, 2014). - Shanghai, China. - 2014. - P07.

\