光泵太赫茲脈沖激光產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)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(wǎng)柵輸出耦合器以及基于ZnSe襯底的鎳金屬電容性網(wǎng)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(chǎn)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(wǎng)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