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《北京交通大学》 2012年
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基于MgO:LiNbO_3受激散射的THz波参量振荡器的理论研究

王建卫  
【摘要】:太赫兹波(Terahertz Wave)是指频率在1012量级的电磁波,现在研究的THz波频率一般在0.1~10Hz,波长范围在30~3000μm,其介于微波与红外辐射之间,是光学技术与电子技术的交叉区域。电子学称其为亚毫米波,光学上称其为远红外辐射。由于太赫兹波所处的特殊频段以及自身的特点,太赫兹波在太赫兹雷达、安全检查、医学成像、通信、环境检测、天文学等领域具有重要的应用价值。如何获得稳定、实用的太赫兹辐射源是研究太赫兹的关键。而基于光学参量振荡的方法可以获得低阈值、室温运转、宽调谐、小型化的太赫兹源。本文主要研究基于MgO:LiNbO3的受激散射产生太赫兹波的参量振荡器的理论研究。主要内容和创新点如下: 1.详细研究了基于受激散射产生THz波的理论,对受激散射产生太赫兹波的动力学过程给出正确、详细的推导过程,计算得到受激电磁耦子散射产生太赫兹波的增益和吸收公式。 2.对MgO:LiNbO3晶体产生太赫兹波进行数值模拟,着重进行了MgO:LiNbO3晶体的色散的计算,非共线相位匹配的计算和不同条件下的MgO:LiNbO3晶体产生太赫兹波的数值模拟。其中,许多文献中关于MgO:LiNbO3晶体在THz波段的色散为错误计算,本文给出正确的计算。 3.对光学参量振荡器进行了系统的介绍,理论上分析了太赫兹参量振荡器的阈值。对外腔式和内腔式太赫兹参量振荡器的阈值进行了推导,得到阈值公式,并且对不同条件下的阈值进行了数值计算。为低阈值TPO的设计和优化提供了具体的数据。首次对皮秒激光泵浦的外腔式和内腔式太赫兹参量振荡器的阈值进行了理论研究,对各种因素对太赫兹参量振荡器的阈值影响做出数值计算,为皮秒激光泵浦的太赫兹参量振荡器的实验研究提供有力的依据。并且根据得到的结论提出了一种皮秒激光泵浦的内腔式TPO设计方案。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN753.91

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