光电整流

光電整流（），也稱做光學整流（），是一個當強光束通過非線性材料時，產生準直流偏極的非線性光學過程Rice et al., "Terahertz optical rectification from <110> zinc-blende crystals," Appl. Phys. Lett. 64, 1324 (1994), 。通常強度下，光學整流是一個與電光效應過程相反的二階現象。此現象在1962年時首次被發現於磷酸二氫鉀(KDP)及Deuterated potassium dihydrogen phosphate (KDdP)的紅寶石雷射穿透光中。Bass et al., "Optical rectification," Phys. Rev. Lett. 9, 446 (1962), 

 解釋 
光學整流可以被直覺地用非線性材料的對稱特性解釋：在有一內部偏好方向的情形下，偶極不會跟外加驅動場在同時間點轉向。若驅動場是一個正弦波，則此效應會產生一個平均直流極化。

光學整流是類比於電整流，一個將交流訊號轉換為直流訊號的過程，但它們並不是同一件事。一個二極體可以將正弦電場轉換為直流電流，而光整流則是將正弦電場轉換為直流極化。
此外，一個隨時變的極化即是一種電流，因此若入射光愈來愈強，光極化會產生一直流電流；反之若光強愈來愈弱，則會產生一反向的直流電流。但若光強固定，則光整流將不會產生直流電流。

當外加電場是由飛秒脈衝雷射提供時，這麼短的脈衝所對應的頻寬很寬。這些頻率的疊合將製造出一脈衝偶極，從而發出兆赫頻段的輻射。
光電整流效應類似於由電荷加減速達成的古典電磁輻射，但此處電荷以鍵結偶極形式存在，且兆赫波的產生受非線性材料的二階電極化率影響。碲化鋅是一個產生0.5–3兆赫波的熱門材料。

光學整流也能在金屬上由表面倍頻效應產生。然而該效應受到非平衡電子激發很大的影響，而且呈現方式更為複雜。Kadlec, F., Kuzel, P., Coutaz, J. L., "Study of terahertz radiation generated by optical rectification on thin gold films," Optics Letters, 30, 1402 (2005), 

與其他非線性光學過程類似，光學整流也被發現會在表面電漿在金屬表面上被激發時增強。G. Ramakrishnan, N. Kumar, P. C. M. Planken, D. Tanaka, and K. Kajikawa, "Surface plasmon-enhanced terahertz emission from a hemicyanine self-assembled monolayer," Opt. Express, 20, 4067-4073 (2012), 
 應用 
隨著在半導體與聚合物中載子的速度加快，光學整流成為了兆赫波雷射產生中的主要課題之一。Tonouchi, M, "Cutting-edge terahertz technology," Nature Photonics 1, 97 (2007),  這與稱作Polaritonics，偶極晶格震盪產生兆赫輻射的過程是不同的。

 參考資料 

Category:太赫技术
Category:非线性光学