基于非線性光學(xué)方法產(chǎn)生THz輻射的理論研究.pdf

1、THz波在電磁波譜中處于微波和紅外波之間,作為電磁波譜的最后一個(gè)研究波段,其研究包括THz輻射源研究,THz波探測(cè)技術(shù)研究,THz傳輸及應(yīng)用研究(THz光譜、THz成像、THz無(wú)損探傷、THz通信等),已成為世界各國(guó)公認(rèn)的重要研究領(lǐng)域。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家正投入巨大人力物力致力于這方面的研究工作。經(jīng)過(guò)近二十年的努力,在這一領(lǐng)域已經(jīng)取得部分重要成果。國(guó)內(nèi)的一些科研院所通過(guò)和國(guó)外科研單位合作,在THz應(yīng)用研究方面和國(guó)外保持在同一水平,但是在THz

2、輻射源研究方面我國(guó)還處于起步階段,因此THz源的研究是重中之重,對(duì)我國(guó)具有重要的戰(zhàn)略意義。 從THz波處在電磁波譜中的位置,我們很自然的可以發(fā)現(xiàn)THz輻射可以利用電子學(xué)技術(shù)和光學(xué)技術(shù)兩種方式產(chǎn)生。本文研究利用光子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生THz波輻射,主要采用二階非線性光學(xué)效應(yīng),包括光學(xué)參量振蕩、光學(xué)整流等。通過(guò)查閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料,本文作者從理論上分析了THz參量振蕩和THz光整流兩種產(chǎn)生THz波的方法。這些分析為今后在實(shí)驗(yàn)上研制常溫下運(yùn)轉(zhuǎn)

3、,結(jié)構(gòu)緊湊的小功率THz輻射源提供了重要的理論依據(jù)。本文所做的主要工作有： Ⅰ. 總結(jié)了THz參量振蕩器的基本原理,以周期性極化LiNbO3晶體為非線性材料設(shè)計(jì)了一種內(nèi)腔式THz參量振蕩器結(jié)構(gòu)。從理論上分析此THz參量振蕩器的調(diào)諧特性,增益特性和THz頻譜帶寬特性等。 Ⅱ.系統(tǒng)分析了THz光整流的機(jī)理。比較了GaAs、LiNbO3、ZnTe三種晶體的色散特性和相干長(zhǎng)度,為我們選擇泵浦源和光學(xué)整流材料提供了理論指導(dǎo)。從理論