光学整流

電気光学整流（EOR）は光整流とも呼ばれ、強力な光ビームの通過時に非線形媒体に準DC分極を生成する非線形光学プロセスです。一般的な強度の場合、光整流は電気光学効果の逆プロセスに基づく二次現象です^[1]。1962年に初めて報告され、^[2]ルビーレーザーからの放射がリン酸二水素カリウム（KDP）とリン酸二重水素カリウム（KD _d P）結晶を通過しました。

光整流は、非線形媒体の対称性特性の観点から直感的に説明できます。つまり、優先内部方向が存在する場合、駆動場と同時に分極の符号が反転することはありません。駆動場が正弦波で表される場合、平均 DC 分極が生成されます。

光整流はダイオードによって生成される電気整流効果に似ており、AC 信号を DC に変換 (「整流」) できます。ただし、同じものではありません。ダイオードは正弦波電場を DC 電流に変換できますが、光整流は正弦波電場を DC 偏波に変換できますが、DC 電流に変換することはできません。一方、変化する偏波は一種の電流です。したがって、入射光がますます強くなる場合、光整流によって DC 電流が発生しますが、光の強度がますます弱くなる場合、光整流によって反対方向の DC 電流が発生します。ただし、光の強度が一定である場合、光整流によって DC 電流が発生することはありません。

印加電界がフェムト秒パルス幅 レーザーによって供給される場合、このような短いパルスに関連するスペクトル帯域幅は非常に広くなります。異なる周波数成分の混合によりビート偏光が生成され、テラヘルツ領域の電磁波が放出されます。EOR 効果は、加速/減速する電荷による古典的な電磁放射の放出に似ていますが、ここでは電荷が束縛双極子の形をしており、THz 生成は非線形光学媒体の 2 次感受率に依存します。0.5～3 THz 範囲 (波長 0.1 mm) の放射を生成するための一般的な材料は、テルル化亜鉛です。

金属表面でも、表面第二高調波発生と同様の効果により光整流が起こります。しかし、この効果は非平衡電子励起などの影響を受け、一般的にはより複雑な形で現れます。^[3]

他の非線形光学過程と同様に、金属表面で表面プラズモンが励起されると光整流作用も増強されることが報告されている。 ^[4]

半導体やポリマーにおけるキャリア加速とともに、光整流はレーザーを用いたテラヘルツ放射発生の主なメカニズムの一つである。^[5]これは、極性格子振動がテラヘルツ放射を発生すると考えられているポラリトニクスなどの他のテラヘルツ発生プロセスとは異なる。

• テラヘルツ時間領域分光法