TEACO2激光泵浦CH3F氣體THz激光器初步研究.pdf

1、太赫茲波段是宏觀電子學(xué)到微觀光子學(xué)的過渡區(qū)域,因其有許多獨(dú)特的性質(zhì),使其在國家安全、環(huán)境探測、軍事及通信等領(lǐng)域具有重大的學(xué)術(shù)價值和廣闊的應(yīng)用前景。本論文采用TEACO2脈沖激光器作為泵浦源,CH3F(氟甲烷)作為工作介質(zhì),從理論和實(shí)驗(yàn)上對TEACO2激光器9P(20)支線泵浦CH3F分子產(chǎn)生的496μm超輻射THz做了初步研究。
　　理論上:介紹了光泵CH3F產(chǎn)生496μmTHz輻射的基本原理,給出了496μm輻射的相關(guān)能級結(jié)構(gòu);

2、根據(jù)激光輻射躍遷的三能級速率方程理論,計算了熱平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)下吸收系數(shù)和增益系數(shù);證明了速率方程理論模型的可行性;用Matlab程序理論仿真了泵浦能量、CH3F工作氣壓和激光腔長對泵浦光吸收特性的影響。
　　實(shí)驗(yàn)上:搭建了TEACO2激光泵浦CH3F超輻射THz激光系統(tǒng),獲得了頻率為0.605THz,波長為496μm,最大能量為0.29mJ的太赫茲輻射;得到了基橫模和多橫模泵浦條件下泵浦光經(jīng)過CH3F介質(zhì)的透過率曲線,其與仿

3、真曲線吻合;利用狹縫法,給出了基橫模與多模泵浦時496μmTHz光斑的形狀和尺寸;給出F-P干涉儀測波長的原理,測量了THz輻射波長;測量了泵浦光和THz輻射的波形和脈寬,給出THz脈沖和泵浦脈沖的時序關(guān)系。結(jié)合理論和實(shí)驗(yàn)研究,改變泵浦模式、泵浦能量、CH3F工作氣壓分析了THz輻射的工作特性,主要包括:固定工作氣壓,THz能量和泵浦能量的關(guān)系;固定泵浦能量,THz能量與CH3F氣壓的關(guān)系;不同泵浦能量、泵浦模式對CH3F最佳工作氣壓的