Nichtlinear-Optische Erzeugung von Dauerstrich-Terahertzwellen

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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der nichtlinear-optischen Erzeugung von schmalbandigen Dauerstrich-Terahertzwellen. Erstmals wird ein Terahertz-optisch-parametrischer Oszillator vorgestellt, der auf periodisch gepoltem Lithiumniobat – einem Standardmaterial der nichtlinearen Optik – basiert und im Bereich von 1-3 THz mit Ausgangsleistungen bis zu 70 µW durchstimmbar ist. Die Grenzen von Leistung und Durchstimmbarkeit sind dabei durch die hohe Terahertz-Absorption des Materials gegeben.
Ein erst seit kurzem verfügbares und durch die deutlich geringere Absorption vielversprechendes Material ist das zur Quasiphasenanpassung periodisch orientierte Galliumarsenid. Die zweite, erstmals in dieser Arbeit vorgestellte Quelle ist ein doppelresonanter optisch-parametrischer Oszillator mit resonatorinterner Differenzfrequenzmischung in Galliumarsenid. Es wird gezeigt, dass die Abstimmbarkeit von den experimentell nachgewiesenen 1-4,5 THz auf bis zu 15 THz erweitert und die Ausgangsleistung durch weitere Qualitätsverbesserung des periodisch orientierten Galliumarsenids in den Milliwattbereich gesteigert werden kann. Die Kombination aus Durchstimmbarkeit und Leistung der in dieser Arbeit vorgestellten Dauerstrich-Terahertzquellen kann die Übertragung hochauflösender spektroskopischer Messverfahren in den Terahertzbereich erleichtern.