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《天津大学》 2012年
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GaAs波导结构光整流THz波能量转换模型数值模拟

王俊龙  
【摘要】:随着太赫兹波(THz波)在国家安全,星际通信,生物检测测等方面的应用潜力,人们对THz源的需求日益增长。随着通信技术的发展,在使用光学方法产生THz辐射的系统中,使用技术成熟的通信波段光源即中心波长1550nm的光纤飞秒激光器作为泵浦,以代替中心波长800nm、成本昂贵的的钛宝石激光器成为可能。本课题的工作是国家自然科学基金面上项目“新型混合波导THz发射器件的设计与制备研究”(批准号:60578022)的一部分。 在利用非线性晶体光整流产生THz波的过程中,通过设计合理的波导结构,可以改善光整流过程中的相位匹配,有利于实现宽带、高效的THz波输出。 本文提出了基于Air ? GaAs ? Si的非对称波导结构,最佳匹配的THz频率随芯层厚度变化,当芯层GaAs厚度为为90 m m和140 m m时,可以在1.5THz和1THz频率处实现良好的相位匹配。GaAs晶体可以通过与Si晶体直接键合的方法,来制作波导结构。 基于Air ? GaAs ? Si非对称波导结构下,结合光整流理论,使用数值模拟的方法,计算了芯层厚度GaAs为90 m m和140 m m时,THz波各分量电场的变化情况,给出了不同波导长度下,THz脉冲频谱结构,计算了最大输出功率处,光脉冲到THz波的转换效率,转换效率均为1.5*10-3,此效率比报道的最大光整流效率5*10-4大了一个数量级。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN814

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【参考文献】
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