TEA CO2激光泵浦66μm超輻射實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、THz作為電磁波譜中最后被人們發(fā)掘的波段,是電子學(xué)向光子學(xué)的過渡,也是宏觀經(jīng)典理論向微觀量子理論的過渡,令其具有很多獨(dú)特的性質(zhì),具有了很多獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值。在透視成像、THz雷達(dá)、保密通信、反恐國(guó)防等各個(gè)方面具有巨大應(yīng)用前景。高功率、高能量的THz源的缺失是限制THz應(yīng)用的關(guān)鍵,成為研究熱點(diǎn)。光泵66μmTHz輻射是一種有效的、技術(shù)成熟的、可靠的THz輻射源,具有輸出能量高、光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。本文以TEACO2脈沖激光器作為泵浦源,D2O(

2、重水)為工作介質(zhì),分別在理論和實(shí)驗(yàn)上對(duì)產(chǎn)生66μmTHz做了研究。
　　理論上介紹了光泵重水輻射66μm的基本原理,給出了相關(guān)的能級(jí)結(jié)構(gòu);以三能級(jí)速率方程理論為出發(fā)點(diǎn),分別對(duì)熱平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)下進(jìn)行求解,給出了兩種狀態(tài)下的吸收系數(shù)和增益系數(shù);分別對(duì)理論中用到的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。
　　實(shí)驗(yàn)上測(cè)量了多模泵浦和基橫模泵浦兩種條件下的透過率曲線關(guān)系,給出了它們的變化規(guī)律;利用小孔掃描方法,分別在基橫模泵浦與多模泵浦的條件下,掃

3、描了THz輻射的橫向能量分布,給出了兩種情況下的橫向光斑;設(shè)計(jì)并搭建了F-P干涉儀波長(zhǎng)測(cè)量裝置,初步測(cè)量了輸出的波長(zhǎng);測(cè)量了工作介質(zhì)對(duì)泵浦光脈寬的影響;給出了THz輸出能量隨泵浦能量變化規(guī)律為線性增長(zhǎng),并且分析了線性直線的斜率隨氣壓的變化關(guān)系,介紹了低氣壓時(shí)的吸收飽和效應(yīng);給出了輸出能量隨氣壓的變化規(guī)律和最佳氣壓;對(duì)比了多模泵浦和基橫模泵浦兩種情況的能量效率和量子效率,表明基橫模泵浦的效率要大于多模泵浦的效率,給出了實(shí)驗(yàn)中的最大能量效率