Published September 2, 2017 | Version v1
Publication Open

Tunable near- to mid-infrared pump terahertz probe spectroscopy in reflection geometry

Creators

  • 1. Peking University
  • 2. Collaborative Innovation Center of Quantum Matter

Description

Strong-field mid-infrared pump--terahertz (THz) probe spectroscopy has been proven as a powerful tool for light control of different orders in strongly correlated materials. We report the construction of an ultrafast broadband infrared pump--THz probe system in reflection geometry. A two-output optical parametric amplifier is used for generating mid-infrared pulses with GaSe as the nonlinear crystal. The setup is capable of pumping bulk materials at wavelengths ranging from 1.2 $\mu$m to 15 $\mu$m and beyond, and detecting the subtle, transient photoinduced changes in the reflected electric field of the THz probe at different temperatures. As a demonstration, we present 15 $\mu$m pump--THz probe measurements of a bulk EuSbTe$_{3}$ single crystal. A $0.5\%$ transient change in the reflected THz electric field can be clearly resolved. The widely tuned pumping energy could be used in mode-selective excitation experiments and applied to many strongly correlated electron systems.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ثبت أن المضخة ذات المجال القوي للأشعة تحت الحمراء المتوسطة - التحليل الطيفي لمسبار التيراهيرتز (THz) أداة قوية للتحكم الضوئي في الطلبات المختلفة في المواد المترابطة بقوة. نبلغ عن بناء مضخة الأشعة تحت الحمراء عريضة النطاق فائقة السرعة - نظام مسبار التيراهرتز في هندسة الانعكاس. يتم استخدام مضخم بارامتري بصري ثنائي الإخراج لتوليد نبضات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة مع GaSe كبلورة غير خطية. الإعداد قادر على ضخ المواد السائبة بأطوال موجية تتراوح من 1.2 $\mu$m إلى 15 $\mu$m وما بعدها، واكتشاف التغيرات الطفيفة والعابرة الناتجة عن الضوء في المجال الكهربائي المنعكس لمسبار التيراهرتز عند درجات حرارة مختلفة. كعرض توضيحي، نقدم 15 $\mu$m مضخة - قياسات مجس THz لكريستال مفرد EuSbTe $_{ 3 }$. يمكن حل التغيير العابر بقيمة 0.5 $\%$ في المجال الكهربائي المنعكس للتيراهرتز بوضوح. يمكن استخدام طاقة الضخ المضبوطة على نطاق واسع في تجارب الإثارة الانتقائية للوضع وتطبيقها على العديد من أنظمة الإلكترونات المترابطة بقوة.

Translated Description (French)

La spectroscopie à sonde téréhertz (THz) à pompe à infrarouge moyen à champ fort s'est avérée être un outil puissant pour le contrôle de la lumière de différents ordres dans des matériaux fortement corrélés. Nous rapportons la construction d'une pompe infrarouge ultrarapide à large bande - système de sonde THz en géométrie de réflexion. Un amplificateur paramétrique optique à deux sorties est utilisé pour générer des impulsions dans l'infrarouge moyen avec GaSe comme cristal non linéaire. La configuration est capable de pomper des matériaux en vrac à des longueurs d'onde allant de 1,2 $ \mu $ m à 15 $ \mu$m et au-delà, et de détecter les changements subtils et transitoires photoinduits dans le champ électrique réfléchi de la sonde THz à différentes températures. À titre de démonstration, nous présentons 15 $ \mu$m mesures de la pompe - sonde THz d'un monocristal EuSbTe $ _ {3}$ en vrac. Un changement transitoire de $ 0.5\%$ dans le champ électrique THz réfléchi peut être clairement résolu. L'énergie de pompage largement accordée pourrait être utilisée dans des expériences d'excitation sélective de mode et appliquée à de nombreux systèmes électroniques fortement corrélés.

Translated Description (Spanish)

La espectroscopía de sonda de terahercios (THz) con bomba de infrarrojo medio de campo fuerte ha demostrado ser una herramienta poderosa para el control de la luz de diferentes órdenes en materiales fuertemente correlacionados. Presentamos la construcción de un sistema de bomba infrarroja de banda ancha ultrarrápida - sonda de THz en geometría de reflexión. Se utiliza un amplificador paramétrico óptico de dos salidas para generar pulsos de infrarrojo medio con GaSe como cristal no lineal. La configuración es capaz de bombear materiales a granel a longitudes de onda que van desde 1.2 $\mu $ m hasta 15 $\mu$m y más, y detectar los cambios fotoinducidos sutiles y transitorios en el campo eléctrico reflejado de la sonda de THz a diferentes temperaturas. A modo de demostración, presentamos mediciones de 15 $\mu$m pump--THz probe de un cristal único a granel EuSbTe $_{3}$. Un cambio transitorio de $ 0.5\%$ en el campo eléctrico THz reflejado se puede resolver claramente. La energía de bombeo ampliamente sintonizada podría usarse en experimentos de excitación selectiva de modo y aplicarse a muchos sistemas de electrones fuertemente correlacionados.

Files

10.1007%2Fs11467-017-0716-4.pdf.pdf

Files (913.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:bf61f7643f841cf680eea334c7661eb5
913.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ضبط القياس الطيفي لمسبار المضخة القريبة من منتصف الأشعة تحت الحمراء تيراهيرتز في هندسة الانعكاس
Translated title (French)
Spectroscopie de sonde térahertz à pompe infrarouge proche à moyen accordable en géométrie de réflexion
Translated title (Spanish)
Espectroscopia de sonda de terahercios de bomba sintonizable de infrarrojo cercano a medio en geometría de reflexión

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3104720712
DOI
10.1007/s11467-017-0716-4

Is supplement to
https://openalex.org/W2995102553 (Other)
https://openalex.org/W2616072393 (Other)
https://openalex.org/W2320252025 (Other)
https://openalex.org/W2084013268 (Other)
https://openalex.org/W2076563639 (Other)
https://openalex.org/W2050422432 (Other)
https://openalex.org/W2043867691 (Other)
https://openalex.org/W2009463532 (Other)
https://openalex.org/W2005021149 (Other)
https://openalex.org/W1997661444 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1633442599
  • https://openalex.org/W1994280248
  • https://openalex.org/W2003669204
  • https://openalex.org/W2003977635
  • https://openalex.org/W2005885787
  • https://openalex.org/W2010223845
  • https://openalex.org/W2015099534
  • https://openalex.org/W2018453238
  • https://openalex.org/W2049545343
  • https://openalex.org/W2054560034
  • https://openalex.org/W2059908357
  • https://openalex.org/W2063189161
  • https://openalex.org/W2067360645
  • https://openalex.org/W2080045732
  • https://openalex.org/W2095247567
  • https://openalex.org/W2104581744
  • https://openalex.org/W2109035692
  • https://openalex.org/W2123617540
  • https://openalex.org/W2140930504
  • https://openalex.org/W225784272
  • https://openalex.org/W2511310722
  • https://openalex.org/W3100299545
  • https://openalex.org/W3124300093