We demonstrate generation of frequency-tunable, multicycle terahertz phonon-polariton waves in a LiNbO3 slab waveguide. Because the waveguide modes show considerable phase-velocity dispersion, we are able to enhance frequency-selected narrowband terahertz waves by using femtosecond optical pulses whose intensity fronts are tilted at angles that meet the appropriate noncollinear phase-matching conditions. The pump light is spread across a large area of the crystalline waveguide within which coherent terahertz wave generation occurs, averting material damage, while yielding peak-to-peak terahertz field amplitudes in the waveguide of 50 kV/cm.

1.
T. F.
Crimmins
,
N. S.
Stoyanov
, and
K. A.
Nelson
,
J. Chem. Phys.
117
,
2882
(
2002
).
2.
J.
Hebling
,
G.
Almási
,
I. Z.
Kozma
, and
J.
Kuhl
,
Opt. Express
10
,
1161
(
2002
).
3.
M. C.
Hoffmann
,
K. L.
Yeh
,
J.
Hebling
, and
K. A.
Nelson
,
Opt. Express
15
,
11706
(
2007
).
4.
K. L.
Yeh
,
M. C.
Hoffmann
,
J.
Hebling
, and
K. A.
Nelson
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
171121
(
2007
).
5.
T.
Feurer
,
J. C.
Vaughan
, and
K. A.
Nelson
,
Science
299
,
374
(
2003
).
6.
D. W.
Ward
,
J. D.
Beers
,
T.
Feurer
,
E. R.
Statz
,
N. S.
Stoyanov
, and
K. A.
Nelson
,
Opt. Lett.
29
,
2671
(
2004
).
7.
J. R.
Danielson
,
N.
Amer
, and
Y. S.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
211118
(
2006
).
8.
N. S.
Stoyanov
,
T.
Feurer
,
D. W.
Ward
,
E. R.
Statz
, and
K. A.
Nelson
,
Opt. Express
12
,
2387
(
2004
).
9.
N. S.
Stoyanov
,
D. W.
Ward
,
T.
Feurer
, and
K. A.
Nelson
,
Nature Mater.
1
,
95
(
2002
).
10.
C.
Weiss
,
G.
Torosyan
,
Y.
Avetisyan
, and
R.
Beigang
,
Opt. Lett.
26
,
563
(
2001
).
11.
R. M.
Koehl
,
S.
Adachi
, and
K. A.
Nelson
,
J. Chem. Phys.
110
,
1317
(
1999
).
12.
T.
Feurer
,
N. S.
Stoyanov
,
D. W.
Ward
,
J. C.
Vaughan
,
E. R.
Statz
, and
K. A.
Nelson
,
Annu. Rev. Mater. Res.
37
,
317
(
2007
).
13.
Q.
Wu
,
C. A.
Werley
,
K. -H.
Lin
,
A.
Dorn
,
M. G.
Bawendi
, and
K. A.
Nelson
,
Opt. Express
17
,
9219
(
2009
).
14.
D. W.
Ward
,
E. R.
Statz
,
K. A.
Nelson
,
R. M.
Roth
, and
R. M.
Osgood
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
022908
(
2005
).
15.
K.
Katayama
,
H.
Inoue
,
H.
Sugiya
,
Q.
Shen
,
T.
Toyoda
, and
K. A.
Nelson
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
031906
(
2008
).
16.
A. G.
Stepanov
,
J.
Hebling
, and
J.
Kuhl
,
Opt. Express
12
,
4650
(
2004
).
17.
J.
Hebling
,
A. G.
Stepanov
,
G.
Almási
,
B.
Bartal
, and
J.
Kuhl
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
78
,
593
(
2004
).
18.
L.
Palfalvi
,
J. A.
Fulop
,
G.
Almási
, and
J.
Hebling
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
171107
(
2008
).
19.
P.
Peier
,
S.
Pilz
,
F.
Müller
,
K. A.
Nelson
, and
T.
Feurer
,
J. Opt. Soc. Am. B
25
,
B70
(
2008
).
20.
Y. X.
Yan
,
E. B.
Gamble
, and
K. A.
Nelson
,
J. Chem. Phys.
83
,
5391
(
1985
).
21.
A. G.
Stepanov
,
J.
Hebling
, and
J.
Kuhl
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
3000
(
2003
).
You do not currently have access to this content.