グラフェンを結合させた受動モード同期テラヘルツレーザーからの短パルス生成

瞬時強度が高い安定した超短（フェムト秒からピコ秒）テラヘルツ周波数放射パルス列の生成は、計測学や超高速通信のための光物質相互作用研究の基本的要件である。電気励起固体レーザーにおいて、短パルスを生成する主要な手段は、受動モード同期によるものである。しかし、これは、テラヘルツ領域ではまだ実現されておらず、この20年間で最も長年にわたる目標の1つとなっている。実際、受動モード同期の実現は、テラヘルツレーザーのサブバンド間利得に関連する高速回復時間によって本質的に阻まれていると長年にわたって考えられてきた。今回我々は、自己始動型短パルス小型テラヘルツレーザーを実証する。このレーザーは、2.30～3.55 THzのダブルメタル半導体ワイヤーレーザーの共振器全長に沿って配置された多層グラフェン可飽和吸収体の表面パターニングを含む独自のデバイスアーキテクチャーを利用している。小型で全電子かつ全受動の安価な構成において、4.0 ps長パルスの自己始動型パルス放出が実証された。