Single-shot measurements of terahertz (THz) electric-field waveforms are demonstrated using a reflective echelon mirror, which produces multiple probe pulses with different time-delays. The polarization rotation of the probe pulses, due to the electro-optic effect induced by the THz electric field generated from grating-coupled LiNbO3, was imaged onto a two-dimensional complementary metal-oxide-semiconductor camera. A waveform with a weak peak field strength of 0.6 kV/cm was obtained with a good signal-to-noise ratio, demonstrating precise single-shot detection of the THz electric field waveform.

1.
J.
Hebling
,
G.
Almási
, and
I.
Kozma
,
Opt. Express
10
,
1161
(
2002
).
2.
H.
Hirori
,
A.
Doi
,
F.
Blanchard
, and
K.
Tanaka
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
091106
(
2011
).
3.
Y.
Minami
,
T.
Kurihara
,
K.
Yamaguchi
,
M.
Nakajima
, and
T.
Suemoto
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
041105
(
2013
).
4.
A.
Sell
,
A.
Leitenstorfer
, and
R.
Huber
,
Opt. Lett.
33
,
2767
(
2008
).
5.
I.
Katayama
,
H.
Aoki
,
J.
Takeda
,
H.
Shimosato
,
M.
Ashida
,
R.
Kinjo
,
I.
Kawayama
,
M.
Tonouchi
,
M.
Nagai
, and
K.
Tanaka
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
097401
(
2012
).
6.
K.
Yamaguchi
,
M.
Nakajima
, and
T.
Suemoto
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
237201
(
2010
).
7.
T.
Kampfrath
,
A.
Sell
,
G.
Klatt
,
A.
Pashkin
,
S.
Mährlein
,
T.
Dekorsy
,
M.
Wolf
,
M.
Fiebig
,
A.
Leitenstorfer
, and
R.
Huber
,
Nat. Photonics
5
,
31
(
2011
).
8.
K.
Yamaguchi
,
T.
Kurihara
,
Y.
Minami
,
M.
Nakajima
, and
T.
Suemoto
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
137204
(
2013
).
9.
P.
Del'Haye
,
O.
Arcizet
,
M. L.
Gorodetsky
,
R.
Holzwarth
, and
T. J.
Kippenberg
,
Nat. Photonics
3
,
529
(
2009
).
10.
M.
Liu
,
H. Y.
Hwang
,
H.
Tao
,
A. C.
Strikwerda
,
K.
Fan
,
G. R.
Keiser
,
A. J.
Sternbach
,
K. G.
West
,
S.
Kittiwatanakul
,
J.
Lu
 et al.,
Nature
487
,
345
(
2012
).
11.
Z.
Jiang
and
X.-C.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
1945
(
1998
).
12.
Z.
Jiang
and
X.-C.
Zhang
,
Opt. Lett.
23
,
1114
(
1998
).
13.
H.
Murakami
,
K.
Shimizu
,
M.
Katsurada
, and
S.
Nashima
,
J. Appl. Phys.
104
,
103111
(
2008
).
14.
K. Y.
Kim
,
B.
Yellampalle
,
J. H.
Glownia
,
A. J.
Taylor
, and
G.
Rodriguez
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
135002
(
2008
).
15.
B.
Yellampalle
,
K. Y.
Kim
,
G.
Rodriguez
,
J. H.
Glownia
, and
A. J.
Taylor
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
211109
(
2005
).
16.
J.
van Tilborg
,
Cs.
Tóth
,
N. H.
Matlis
,
G. R.
Plateau
, and
W. P.
Leemans
,
Opt. Lett.
33
,
1186
(
2008
).
17.
N. H.
Matlis
,
G. R.
Plateau
,
J.
van Tilborg
, and
W. P.
Leemans
,
J. Opt. Soc. Am. B
28
,
23
(
2011
).
18.
Y. T.
Li
,
C.
Li
,
M. L.
Zhou
,
W. M.
Wang
,
F.
Du
,
W. J.
Ding
,
X. X.
Lin
,
F.
Liu
,
Z. M.
Sheng
,
X. Y.
Peng
 et al.,
Appl. Phys. Lett.
100
,
254101
(
2012
).
19.
A. D.
Debus
,
M.
Bussmann
,
U.
Schramm
,
R.
Sauerbrey
,
C. D.
Murphy
,
Zs.
Major
,
R.
Hörlein
,
L.
Veisz
,
K.
Schmid
,
J.
Schreiber
 et al.,
Phys. Rev. Lett.
104
,
084802
(
2010
).
20.
J.
Shan
,
A. S.
Weling
,
E.
Knoesel
,
L.
Bartles
,
M.
Bonn
,
A.
Nahata
,
G. A.
Reider
, and
T. F.
Heinz
,
Opt. Lett.
25
,
426
(
2000
).
21.
K. Y.
Kim
,
B.
Yellampalle
,
A. J.
Taylor
,
G.
Rodriguez
, and
J. H.
Glownia
,
Opt. Lett.
32
,
1968
(
2007
).
22.
H.
Sakaibara
,
Y.
Ikegaya
,
I.
Katayama
, and
J.
Takeda
,
Opt. Lett.
37
,
1118
(
2012
).
23.
I.
Katayama
,
H.
Sakaibara
, and
J.
Takeda
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
50
,
102701
(
2011
).
24.
S.
Sanna
and
W. G.
Schmidt
,
Phys. Rev. B
81
,
214116
(
2010
).
25.
J. A.
Fülöp
,
L.
Pálfalvi
,
G.
Almási
, and
J.
Hebling
,
Opt. Express
18
,
12311
(
2010
).
26.
A.
Yariv
,
Quantum Electronics
, 3rd ed. (
Wiley
,
New York
,
1989
), Chap. 14.
27.
T.
Löffler
,
T.
Hahn
,
M.
Thomson
,
F.
Jacob
, and
H.
Roskos
,
Opt. Express
13
,
5353
(
2005
).
You do not currently have access to this content.