光泵太赫茲脈沖激光產生機理及關鍵器件特性研究.pdf

1、華中科技大學博士學位論文光泵太赫茲脈沖激光產生機理及關鍵器件特性研究姓名：祁春超申請學位級別：博士專業(yè)：光電信息工程指導教師：程祖海；左都羅20100508II地解釋了產生這些現(xiàn)象的原因。與光放大的支線跳動、多模運轉、輸出激光峰值功率低的特點相比，注入鎖定具有單支線、單縱模、輸出激光峰值功率高的優(yōu)點。在我們的光注入鎖定實驗中，這些優(yōu)點得到很好體現(xiàn)。但由于注入激光頻率與腔模式頻率的失諧、較弱的注入光強、以及無光隔離措施等因素導致了單縱模的

2、獲取并不能達到100%的成功概率。通過和過去實驗對比性分析，最終確定了上述因素是限制注入鎖定實驗成功的關鍵。綜合上述不利因素后，本論文最終確定了利用可調諧TEACO2激光直接泵浦產生太赫茲的實驗方案。輸入輸出耦合器是腔式太赫茲激光器中重要的光學元件。本論文摒棄了過去傳統(tǒng)的小孔輸入輸出耦合器，而采用基于厚襯底的電容性網柵輸入輸出耦合器，并且這些輸入輸出耦合器同時充當太赫茲激光器的封閉窗口。基于傳輸線理論模型，設計和制作了基于高阻硅襯底的鎳

3、金屬電容性網柵輸出耦合器以及基于ZnSe襯底的鎳金屬電容性網柵輸入耦合器。輸出耦合器的實驗結果和理論預言在歸一化共振頻率ω0=0.85時比較吻合，而輸入耦合器還有待改進。針對FP雙平襯底極易出現(xiàn)的etalon效應以及透射率對襯底厚度的依賴性，本論文提出了利用楔形襯底抑制etalon效應進而獲得精確平坦透射率譜的想法，并且在理論上驗證了其可行性。鑒于上述理論和實驗研究，我們利用具有磁開關控制放電電路的TEACO2激光器產生的短脈沖激光束與

4、腔式FP型太赫茲激光器中的NH3分子相互作用。并通過改變輸出耦合器網柵參量、太赫茲增益物質工作氣壓、泵浦能量、泵浦支線等參量，最終獲得了頻率為3.33THz、最大光子轉換效率為6.5%、最大能量為1.35mJ的太赫茲激光輸出。同時對太赫茲工作特性進行了研究，這主要包括：（1）泵浦脈沖和太赫茲脈沖建立時刻的延時關系（2）泵浦能量與太赫茲輻射能量的關系（3）一定泵浦強度下，最佳太赫茲輸出對NH3氣壓的依賴性（4）泵浦強度對最大太赫茲輸出所對