基于鈮酸鋰晶體參量過程產生與探測太赫茲波.pdf

1、太赫茲波的眾多獨特性質使得它在成像、無損檢測、環(huán)境監(jiān)測、通信、安全等領域均有重大的科學研究價值和廣闊的應用前景?；阝壦徜嚲w參量過程的太赫茲波產生與探測技術具有窄線寬、連續(xù)可調諧、室溫運轉、結構緊湊等優(yōu)點,近年來受到越來越多的關注。本論文圍繞基于鈮酸鋰晶體中電磁耦子的受激拉曼散射開展了太赫茲波輻射源、窄帶太赫茲波長計、輻射源的泵浦閾值和太赫茲波探測的理論和實驗研究。主要研究內容有以下幾個方面:
　　(1)推導出了一般情況下晶體中

2、電磁耦子受激拉曼散射的耦合波方程組。
　　(2)實驗研究了兩種不同耦合輸出方式的太赫茲波輻射源:即硅棱鏡耦合式太赫茲波參量振蕩器(TPO)和淺表面垂直出射式TPO。分析了限制頻率調諧范圍的主要因素。定量考察了晶體光折變效應對太赫茲波輸出效果的影響。測量了三種不同配置的淺表面垂直出射式TPO的太赫茲波輸出效率、頻率調諧范圍。
　　(3)設計開發(fā)了一款適用于2THz以下頻率的新型太赫茲波長計用于直接測量窄帶太赫茲波長。
　

3、　(4)建立了TPO的閾值理論模型,以典型硅棱鏡耦合式TPO為對象實驗研究了其泵浦閾值。分析了TPO的損耗來源,并討論了降低泵浦閾值的有效方法。
　　(5)建立了描述鈮酸鋰晶體參量過程探測太赫茲波的穩(wěn)態(tài)理論模型,推導出其解析表達式并利用數(shù)值計算方法考察了模型的合理性。應用穩(wěn)態(tài)模型分析了探測器對不同頻率太赫茲波的響應情況,并研究了各物理量的溫度特性對探測效果的影響,分析了影響其探測效果的主要因素。考慮到實際泵浦脈沖的準單色性,建立了