Verstärkungsmechanismen optisch angeregter Emitter von kohärenter Terahertz- (THz-) Strahlung durch Verwendung von Resonatorstrukturen

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Die Grundlagen zur Entwicklung neuartiger inversionsloser Verstärkungsmechanismen der kohärenten Terahertz-(THz-) Abstrahlung impulsiv-optisch angeregter THz-Emitter werden erarbeitet. Ziel ist das grundlegende Verständnis zweier Verstärkungsmechanismen, bei denen die kohärente Überlagerung mit resonanten elektromagnetischen Feldern zur verstärkten THz-Emission führt, ähnlich wie bei einem parametrischen Konversionsprozeß. Zum einen soll die Überlagerung mit einem optischen Feld ausgearbeitet werden, wobei die repetitive optische Anregung synchron zur THz Phase erfolgt. Desweiteren soll die Verstärkung durch kohärente Überlagerung mit einem kohärenten THz-Hintergrundfeld analysiert werden. Zunächst sollen beide Einzelverstärkungsprozesse in THz-Emissionsaufbauten unter kombinierter opitscher und THz-Anregung untersucht werden (Studie der single-pass Verstärkung). Der repetitive Einsatz beider Verstärkungsmechanismen soll dann an Resonatorstrukturen demonstriert werden (multiple-pass Verstärkung). Als Resonatoren sollen vornehmlich makroskopische THz-Resonatoren realisiert werden, wobei auch vorbereitende Untersuchungen zu THzMikroresonatoren durchgeführt werden sollen. Die breite Anwendbarkeit beider Verstärkungsmechanismen soll an der verstärkten THz-Emission von Oberflächenemittern, kohärenten Wellenpaketen in Halbleiterheterostrukturen und kohärenten 2-dimensionalen Plasmonen demonstriert werden.