光学差频产生太赫兹辐射研究.pdf

天津大学
硕士学位论文
光学差频产生太赫兹辐射的研究
姓名:张成国
申请学位级别:硕士
专业:光电子技术
指导教师:姚建铨
2011-12
摘要关键词:光学参量振荡钇导读Lê兆确渥枷辔黄ヅ渖榛等领域均有重大的科学研究价值和广阔的应用前景。对太赫兹技术的研究和应用首先应立足于太赫兹辐射源的获得。电子学和光学办法可以有效的产生太赫兹辐射,而基于光学非线性频率变换技术的差频方法可以获得室温运转、宽调谐、高移、频率调谐特性等进行了理论分析;在理论计算的基础上进行了瘟空荡的实验研究,一是利用电光调穆龀錘篩激光器泵浦的单谐振非临界的实验研究,根据实验结果比较,学和非线性光学特性进行了简单介绍和总结。准相位匹配技术梢杂效的提高非线性过程的有效非线性系数,最后对幕驹斫辛朔治觥ㄔ诔上瘛⒉牧霞觳狻⒒肪臣嗖狻⑼ㄐ拧⑻煳难А⑸蒲А⒐腊踩功率、低成本和结构紧凑的相干太赫兹源。本文的主要内容和结构如下:尤ɑプ饔玫姆窍咝择詈喜ǚ匠坛龇ⅲ怨庋Р瘟空竦垂痰哪芰孔相位匹配的辛搜芯浚捎没沸吻唤峁梗迪至烁咝省⒏叩ヂ龀能量的人眼安全波段激光输出。实验中激光最高输出能量为,光光转换效率为.%;úǔぜす馐涑觯úǔさ淖罡吣芰课,,同时进行了螷谆竦檬屎喜钇挡涞南喔烧úǔけ闷衷础ü钇倒痰奈⒐鄱ρХ治觯致哿宋账鸷暮拖辔皇涠訲转换效率的影响,得出晶体的最佳长度随损耗系数的变化。考虑到晶体的特性参数对ǖ挠跋欤猿S糜诓钇挡鶷波辐射的各种非线性晶体的物理、化灾芷诜醋狦逦@诶砺凵戏治隽瞬钇导凹读2钇翟赥波产生中的作用。通过对耦合波方程进行求解,得出了周期反转晶体中级联差频的最佳泵浦条件和晶体的最佳长度。根据计算结果,得到了当泵浦光波长在畉浇慷任痬,晶体长度为保琓波辐射强度为/=颐茄≡窦读2钇档姆绞剑竦./的涑觯琓的强度增加了近丁R虼耍砺凵峡梢缘贸觯弥芷诜转晶体级联差频方法可以实现高效率高能量的涑觥1菊伦詈蠖云渌芷反转闪锌矿晶体中直接差频和级联差频机理下产生浣辛死砺奂扑恪
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#q骾蓁ā9第一章绪论涞闹饕L氐慵坝τ微波技术与光子学技术交叉频段,由于缺乏有效的辐射源和灵敏的探测器,长时间被人们忽视,一度被称为,成为人类最后一块未开发的波谱段。段时间里,各种各样韵湓醇癟应用技术相继出现,在各个关系到国物质低频转动和振动能级,研究物质的这一波段,建立ǘ翁卣髌资菘猓太赫兹波,是指频率从ǔぴ~范围内的相干电磁辐射眩橛诤焱獠ㄓ牒撩撞ㄖ洌诙滩ǔ处与红外波重合,在长波长处与毫米波重合,从能量上看,在电子和光子之间猯所示波是一种新颖的、具有独特优势的辐射源,ùτ谏淦对太赫兹的研究要追溯到昵啊】,虴开创性地进行了醇跋嘤ζ德首;坏姆窍咝圆牧系奶匦匝芯俊4撕蟮暮艹ひ计民生的领域里,际跽⒒幼旁嚼丛街匾5淖饔谩篺衑ㄓ肫渌ǘ蔚牡绱挪ㄏ啾龋哂腥缦绿氐恪低能性:的电磁波光子能量大约只有,仅为湎叩陌偻蚍之一,不会对生物组织产生有害电离,适于人体医学检查【和物理探伤。“指纹”特性:ǘ苑羌缘摹⒎墙鹗粑镏视胁糠滞腹亍生跃有特定转动和震动能级的极性分子具有明显的高吸收及指纹特性。图所示为对物质识别、气体探测等方面具有重要意义。瞬态性:龀蹇矶仍趐考叮胺奖愣砸禾濉⑸镅尽氲继宓材料进行时问分辨研究,而且可有效抑制噪声。目前,其辐射强度的信噪比在考叮陡哂谯衵馄准际酢⑶椅榷ㄐ愿旁健天津大学硕士学位论文图甀电磁波谱琈。。。!藜⒐!#甿
渴缭絉⋯旒掺篁恃◆⋯。岫舳∞量乏砭《鸯,藿;:器袈疃鶫:呲輎波吸水性的特点在一定程度上也限制了其在更广泛的领域中的应用。自年代初至今,太赫兹辐射源及其探测技术迅速发展,使得际踉各个重要领域得到了应用。其技术应用只要集中在下面几个领域:人体不同组织中的水含量及化学成分与结构的光谱差异,太赫兹波成像可产生很好的对比度,可应用于对生物材料的高分辨率上馵Lê兆瘸上与常用的湎咄甘蛹际跸嘟岷希捎行Ъ觳馍掀ぐ┫赴⒉”渥橹?谇豢相干性:按其产生机制,不管是电子学中相干电流驱动偶极子或者光子学中激光脉冲的非线性频率变换技术,都会导致南喔尚浴吸水性。水对ㄓ屑康奈招浴?掌写嬖诖罅康乃羝琓医学成像与疾病诊断渚哂械湍苄院头堑缋胄裕匀颂遄橹纳撕ο喽员冉系汀,引。根据中可以更好的进行龋齿探测如图,及牙釉质和牙本质的成像监测【安全检查与无损探伤ǹ梢圆糠滞腹钥杉夂秃焱獠ǘ尾煌该鞯姆墙鹗艉头羌晕镏剩前已有安检仪原型机,⒍酒图等进行成像识别,有效打击恐怖、犯罪活动】。半导体制造过程中,可以利用ǖ耐甘有第一章绪论图电磁波谱特性图3萦