THz波參量振蕩器產(chǎn)生THz波理論分析.pdf

1、太赫茲波段在電磁波譜中位于毫米波和紅外光之間,該頻段的電磁輻射具有非常獨(dú)特的性質(zhì),如在物體成像、醫(yī)療診斷、環(huán)境檢測、射電天文、寬帶移動(dòng)通信等領(lǐng)域內(nèi)有廣闊的應(yīng)用前景。近幾年來,太赫茲波技術(shù)無論在基礎(chǔ)研究方面還是在應(yīng)用研究領(lǐng)域,都取得了一定的進(jìn)步和發(fā)展,而基于光學(xué)方法的各種THz輻射源,憑借其卓越的特性和顯著的優(yōu)點(diǎn),逐漸在眾多THz輻射產(chǎn)生技術(shù)方面顯現(xiàn)出舉足輕重的地位。對(duì)于太赫茲(THz)波參量振蕩器來說探索其THz輻射發(fā)生、振蕩、放大機(jī)理

2、,將會(huì)使得太赫茲參量振蕩器進(jìn)一步優(yōu)化,且朝著實(shí)現(xiàn)高效率、高能量、結(jié)構(gòu)緊湊、簡單連續(xù)調(diào)諧、室溫穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的方向迅速發(fā)展。 本文從固體的元激發(fā)理論出發(fā),分析了元激發(fā)——電磁耦合場量子的形成以及它的受激喇曼散射和色散曲線的意義,并且應(yīng)用聲子的受激散射原理闡述太赫茲(THz)波參量振蕩器產(chǎn)生THz波的機(jī)理；運(yùn)用Henry和Garrett的波耦合方法來描述電磁耦合場量子的受激散射,推導(dǎo)得出THz波參量增益的表達(dá)式；利用所得增益表達(dá)式進(jìn)行了數(shù)

3、值計(jì)算,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)地分析和討論,進(jìn)一步分析了溫度對(duì)THz波產(chǎn)生的影響；結(jié)果說明隨著溫度的升高,各光譜峰頻率減小,光譜峰位置向低波數(shù)方向移動(dòng),且光譜峰數(shù)目在減少,這主要是由于LiNbO3晶體中[Li-O]、[Nb-O]的鍵合強(qiáng)度、晶格中離子間的相互作用隨著溫度的升高強(qiáng)度減弱,而晶體的光學(xué)聲子行為與晶體的[Li-O]鍵密切相關(guān),這樣就導(dǎo)致LiNbO3晶體中A1對(duì)稱光學(xué)軟模的喇曼活性降低,進(jìn)而出現(xiàn)THz波增益隨溫度的升高而降低的現(xiàn)象。