相位匹配光整流THz輻射波導的研究.pdf

1、在使用超短光脈沖產生THz輻射的系統(tǒng)中，用中心波長為1.55μm的光纖激光器替代中心波長為800nm的鈦寶石激光器，可以使得THz輻射源趨向小型緊湊，穩(wěn)定和易于維護，從而推動THz應用技術的發(fā)展。但是常用的半導體光導天線器件通常需要較高的單光子能量，無法用1.55μm的超短脈沖進行激勵。而在光學非線性晶體中利用非共振光整流效應可以產生THz輻射，其轉換效率與相位匹配條件密切相關。對于1.55μm的超短脈沖，很多塊狀非線性晶體都不能滿足光

2、整流過程的相位匹配條件，從而影響了THz產生效率。本文采用合理設計的介質平面波導來達到相位匹配條件，并設計周期耦合結構將波導中的THz能量耦合到自由空間，這樣不僅減少介質對THz的吸收，還擴大了該THz器件的應用范圍。
　　 本文主要包括以下幾個方面的工作：
　　 1.首先綜述了當前常用的產生太赫茲輻射的方法，具體介紹了基于超快脈沖技術產生太赫茲輻射的方法以及各自的優(yōu)缺點。
　　 2.在研究光整流差頻理論的基礎上

3、，分析了光整流產生太赫茲輻射過程中的相位匹配條件，推導出了相干長度與折射率的關系。
　　 3.分別計算了多種半導體晶體在太赫茲波段和光波段的折射率，由相干長度公式進行模擬計算，最終確定對于三層對稱介質波導結構，使用GaAs晶體作為芯層，ZGP晶體作為包層的結構能夠很好的達到相位匹配條件。
　　 4.考慮到對稱介質波導結構中太赫茲輻射在傳輸過程中吸收損耗過大，設計在三層非對稱平面介質波導中加入周期結構，使波導中的太赫茲波能