利用蓝光实现近场太赫兹非线性光学

抽象的

太赫兹光学技术与散射型扫描近场显微镜（s-SNOM）的结合，近年来已成为探测半导体及其他纳米尺度材料特性的重要新范式。研究人员已展示了一系列相关技术，包括太赫兹纳米显微镜（基于线性光学的弹性散射）、时间分辨方法和纳米尺度太赫兹发射光谱。然而，自20世纪90年代中期该技术诞生以来，几乎所有s-SNOM实例都存在一个共同的问题：耦合到近场探针的光源波长较长，通常能量在2.5 eV或更低。将更短波长（例如蓝光）耦合到纳米探针的挑战，极大地阻碍了对宽带隙材料（例如硅和氮化镓）纳米尺度现象的研究。本文将介绍首次使用蓝光进行s-SNOM实验的成果。我们利用波长为 410 nm 的飞秒脉冲，直接从体硅中产生太赫兹脉冲，并实现了纳米级的空间分辨。结果表明，这些信号提供了近红外激发无法获得的光谱信息。我们建立了一个新的理论框架来解释这种非线性相互作用，从而能够精确提取材料参数。这项工作为利用 s-SNOM 方法研究具有重要技术应用价值的宽带隙材料开辟了新的可能性。.