參量振蕩腔內(nèi)差頻太赫茲源的研究.pdf

1、太赫茲技術(shù)在成像、安檢、無損檢測(cè)、雷達(dá)及星際通信等領(lǐng)域都具有巨大的科研價(jià)值與廣泛的應(yīng)用潛力。近年來，太赫茲技術(shù)引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，成為了世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。研制高功率、可調(diào)諧、室溫工作的太赫茲源是促進(jìn)太赫茲技術(shù)及其相關(guān)學(xué)科迅速發(fā)展的關(guān)鍵。基于光學(xué)參量振蕩(OPO)及非線性光學(xué)差頻技術(shù)(DFG)的太赫茲源，因其功率大、可調(diào)范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作以及窒溫運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，得到世界各國(guó)科研工作者的青睞。本文基于非線性光學(xué)差頻的方法建立了光

2、學(xué)參量振蕩腔內(nèi)差頻太赫茲源的理論模型并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)值仿真研究。
　　本論文對(duì)太赫茲技術(shù)的研究背景及國(guó)內(nèi)外研究狀況進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)介紹了基于非線性光學(xué)方法的太赫茲源的工作原理及特點(diǎn)。基于Maxwe11方程和非線性極化詳細(xì)推導(dǎo)了二階非線性三波互作用耦合波方程。介紹了準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的原理，并推導(dǎo)出了一階準(zhǔn)相位匹配條件下的三波耦合波方程。調(diào)查研究了摻氧化鎂鈮酸鋰晶體(MgO-LiNbO3)和砷化鎵晶體(GaAs)的物理、化學(xué)及光學(xué)特

3、性，對(duì)兩種晶體的色散特性做了數(shù)值仿真研究。推導(dǎo)了差頻轉(zhuǎn)換效率的估算公式，得出了影響差頻轉(zhuǎn)換效率的主要因素。簡(jiǎn)單分析了單諧振OPO和雙諧振OPO的閾值條件。建立了光學(xué)參量振蕩腔內(nèi)差頻太赫茲源的理論模型，并對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。在對(duì)參量振蕩腔內(nèi)差頻太赫茲源的數(shù)值仿真中考慮了晶體對(duì)光波及太赫茲波的吸收損耗，在非線性三波互作用耦合波方程中加入了損耗項(xiàng)。從仿真結(jié)果可以看出差頻的轉(zhuǎn)換效率與晶體的長(zhǎng)度并不呈簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，得到了能實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)換效率的