光学差频产生中红外激光和太赫兹辐射研究.pdf

光学差频产生中红外激光和太赫兹辐射的研究甶天津大学硕士学位论文研究生:李建松学科专业:光电子技术指导教师:姚建铨院士天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一零年五月一令一夸牛直月
靴敝⋯轹,协料嗍:.呷·年/月靴敝储签钐秤导师签名:夕幕㈣㈣Ⅲ娜删删嗍签字日期:砂产年加争日签字日期:伽昝丛论淙。独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得丕鲞盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解基鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤洼盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检◆本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得,一一
中文摘要关键词:非线性光学,差频,太赫兹辐射,中红外辐射太赫兹辐射频率在光子与电子频率之间的特殊位置,以及太赫兹辐射在光谱分析、医学成像、环境检测、通信和国防等方面的广阔应用前景,使其受到越来越多的青睐。中红外辐射源在遥感、光谱分析、工业过程控制、光生物学、光化学、军事等方面有着极其重要的应用。可调相干输出的光源在这些领域就显得尤为重要。基于光学差频理论的非线性频率变换技术可以获得室温运转、宽调谐、高功率和结构紧凑的相干中红外和太赫兹辐射源。本论文的主要内容和创新点归纳如下:鹗隽颂ê兆炔ǖ闹匾L氐愫陀τ昧煊颉=樯芰斯庋Х绞讲ê兆确涞方法和国内外太赫兹源的发展情况。概述了中红外辐射源的产生方式和发展尤ɑプ饔玫鸟詈喜ǚ匠坛龇ⅲ诟咚鼓P秃推矫娌P徒葡拢芯苛差频过程中三波能量转移的过程。并分析了两种近似下的区别和不同适用条件。治隽朔窍咝圆钇稻逶谥泻焱獠ǘ蔚奶匦裕约跋辔黄ヅ浜蜕⑻跫@用重复频率的半导体激光器泵浦甇参量振荡器,得到附近双波长连续输出,,峰值功率达。,在磷锗锌晶体中差频得到连续谐调中红外辐射输出,ê兹辐射进行实验模拟和设计。对皮秒短脉冲泵浦光在周期结构晶体中差频实现太赫兹波的时域和频域光谱进行模拟,并分析了影响走离长度的因素。利用归一化耦合波方程理论,分析了差频实验中的影响差频光子转换效率的因素并提出改进措施。◆历程。’籋
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录绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..发表论文和科研情况说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..目第二章差频过程理论与研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯泻焱夥涞难芯俊第四章光学差频产生太赫兹辐射的理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第一章太赫兹辐射特点与发展研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.ê兆炔ǖ奶氐慵坝τ谩.ê兆炔ǖ牟绞健.ê兆仍醇际醯难芯肯肿础中红外辐射的发展与研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.本文选题背景与研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.差频原理平面波模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.差频原理高斯模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章差频产生中红外晶体简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.差频产生中红外辐射的理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯差频产生中红外辐射的实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..差频产生中红外辐射实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯实验分析与改进⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..差频产生太赫兹辐射的理论分析及数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.周期极化晶体脉冲差频分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯~差频产生太赫兹辐射的实验结论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯▲■
胖!噪辻鲋﹉隙’’斟凇簧湎摺⒀呛撩撞ā⒃逗ǔぴ该波段位于毫米波和红外线之间,属于远红外波段;从能量上看,在电子和光子之间,如图所示。在电磁频谱上,太赫兹波段两侧的红外和微波技术已经相当成熟。相对于红外和微波技术,太赫兹频率波段的相关技术还未开发成熟,基本上还是一个“空太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质【:瞬态性:太赫兹脉冲的典型脉宽在皮秒量级,不但可以方便地对各种材料括液体、半导体、超导体、生物样品等