TEA CO2激光抽運(yùn)重水太赫茲激光器超輻射實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、太赫茲激光具有很多獨(dú)特的性質(zhì)，THz技術(shù)在醫(yī)學(xué)、通信、國(guó)防、工業(yè)生產(chǎn)、成像等方面應(yīng)用前景廣闊，但由于有效輻射源的缺乏，使得THz技術(shù)目前尚未被完全的開(kāi)發(fā)。實(shí)現(xiàn)光束質(zhì)量好、輸出能量大、激光穩(wěn)定輸出、小型化的激光輻射源一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外在該方向的研究重點(diǎn)。光抽運(yùn)THz激光器具有光束質(zhì)量好，輸出功率高，可以采用脈沖激勵(lì)和連續(xù)激勵(lì)兩種方法，理論上可實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)，目前仍然是技術(shù)成熟、可靠性高、比較實(shí)用的輻射源。
　　本文在理論和實(shí)驗(yàn)上

2、對(duì)TEACO2激光器抽運(yùn)重水氣體介質(zhì)(D2O)產(chǎn)生THz激光器進(jìn)行了研究。在理論研究方面，采用半經(jīng)典密度矩陣?yán)碚?，分析了光抽運(yùn)重水氣體三能級(jí)系統(tǒng)模型，從密度矩陣運(yùn)動(dòng)方程出發(fā)，與經(jīng)典電磁波方程聯(lián)立求解，得出THz激光信號(hào)增益系數(shù)和抽運(yùn)光吸收系數(shù)方程。理論上分析了光抽運(yùn)THz激光器腔式輸出耦合鏡透過(guò)率理論仿真模型，并進(jìn)行了數(shù)值模擬，討論了金屬網(wǎng)柵物理參數(shù)包括襯底厚度、線寬、周期常數(shù)等對(duì)透過(guò)率的影響，分別得出了在中心波長(zhǎng)處，線寬以及周期常數(shù)對(duì)

3、透射率調(diào)諧的關(guān)系，為后續(xù)腔式實(shí)驗(yàn)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。在實(shí)驗(yàn)研究方面，研究了TEACO2激光器分別在多橫模和基橫模輸出下，THz激光輸出能量隨工作氣壓、抽運(yùn)能量的變化規(guī)律，給出了最佳工作氣壓以及光光轉(zhuǎn)化效率隨抽運(yùn)能量變化的趨勢(shì)，給出了低氣壓時(shí)重水氣體對(duì)抽運(yùn)光吸收飽和效應(yīng)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)獲得了波長(zhǎng)為385μm，脈沖寬度為50ns的THz激光脈沖輸出,設(shè)計(jì)了法布里-珀羅（Fabry-Perot）干涉儀THz激光波長(zhǎng)測(cè)量系統(tǒng)。獲得了THz激光光斑的能量分