基于非線性光學方法產生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研究波段,其研究包括THz輻射源研究,THz波探測技術研究,THz傳輸及應用研究(THz光譜、THz成像、THz無損探傷、THz通信等),已成為世界各國公認的重要研究領域。歐美等發(fā)達國家正投入巨大人力物力致力于這方面的研究工作。經(jīng)過近二十年的努力,在這一領域已經(jīng)取得部分重要成果。國內的一些科研院所通過和國外科研單位合作,在THz應用研究方面和國外保持在同一水平,但是在THz

2、輻射源研究方面我國還處于起步階段,因此THz源的研究是重中之重,對我國具有重要的戰(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技術和光學技術兩種方式產生。本文研究利用光子學技術產生THz波輻射,主要采用二階非線性光學效應,包括光學參量振蕩、光學整流等。通過查閱大量的相關文獻資料,本文作者從理論上分析了THz參量振蕩和THz光整流兩種產生THz波的方法。這些分析為今后在實驗上研制常溫下運轉

3、,結構緊湊的小功率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計了一種內腔式THz參量振蕩器結構。從理論上分析此THz參量振蕩器的調諧特性,增益特性和THz頻譜帶寬特性等。 Ⅱ.系統(tǒng)分析了THz光整流的機理。比較了GaAs、LiNbO3、ZnTe三種晶體的色散特性和相干長度,為我們選擇泵浦源和光學整流材料提供了理論指導。從理論