19241.基于linbo3晶體拉曼散射的thz輻射機制及性能的研究

1、分類號UDC密級學號1208090133碩士學位論文碩士學位論文基于基于LiNbO3晶體拉曼散射的晶體拉曼散射的THz輻射機制及性能的研究輻射機制及性能的研究魏旭艷魏旭艷學科門類：工學學科門類：工學學科名稱：物理電子學學科名稱：物理電子學指導教師：張顯斌教授指導教師：張顯斌教授申請日期：2015年3月申請日期：2015年3月（基于LiNbO3晶體拉曼散射的THz輻射機制及性能的研究）魏旭艷西安理工大學摘要I論文題目：基于論文題目：基于L

2、iNbO3晶體拉曼散射的晶體拉曼散射的THz輻射機制及性能的研究輻射機制及性能的研究學科專業(yè)：物理電子學學科專業(yè)：物理電子學研究生：魏旭艷簽名：研究生：魏旭艷簽名：_________指導教師：張顯斌教授簽名：指導教師：張顯斌教授簽名：_________摘要摘要太赫茲(THz)電磁波(頻率為0.1THz~10THz)是指波長介于毫米波和紅外波之間，相當寬范圍的電磁輻射區(qū)域。它與其相鄰頻段的光學和微波技術相比，人們對太赫茲電磁波的認識和利用

3、還相對較少，但隨著探索的不斷深入，其重要的研究意義及廣泛的應用前景已經(jīng)越發(fā)清晰，也越來越引起國際學術界的高度關注。當今，有關太赫茲的產(chǎn)生技術，依然是太赫茲科學與技術研究領域中所側重的主要方面之一。本文首先簡要介紹了太赫茲電磁波的特性、產(chǎn)生技術及其廣泛應用。其次，從入射激光光場與晶體中格波的相互作用角度出發(fā)，分析了入射激光與非線性晶體中橫向晶格振動模的相互耦合作用形成了一種新的元激發(fā)，即耦合場量子。在分析中得出的耦合場量子色散方程的基礎上

4、，進一步分析了耦合場量子色散特性曲線，明確了耦合場量子色散特性曲線的物理含義。提出了非線性晶體的耦合場量子色散特性曲線是其輻射太赫茲電磁波的物理基礎。同時，本文利用第一性原理對理想化學配比LiNbO3晶體的拉曼光譜進行了分析，得到了其本征振動頻率，并結合耦合場量子色散方程，給出了非線性晶體LiNbO3的色散特性曲線。通過對LiNbO3晶體耦合場量子色散特性曲線的分析，預測了LiNbO3晶體能夠輻射出頻率范圍在0~6.97THz(0cm1

5、~230cm1)的電磁波，該頻段恰好落在太赫茲頻段內(nèi)。最后，本論文還結合相關實驗結果，研究了Mg摻雜引入的缺陷結構對晶體拉曼光譜的影響。經(jīng)比較分析摻入Mg原子的LiNbO3晶體材料其拉曼光譜與非摻雜下LiNbO3晶體的拉曼光譜，發(fā)現(xiàn)摻Mg后LiNbO3晶體拉曼光譜的特征譜線線寬變窄了9cm1，且拉曼散射強度增大了1095個單位，從而在理論上定性的解釋了摻鎂LiNbO3晶體作為輻射THz電磁波的樣品材料，能夠獲得性能更穩(wěn)定及功率閾值低的T