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《天津大学》 2007年
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基于非线性晶体利用光学差频产生THz波辐射的研究

路洋  
【摘要】: THz波作为电磁波谱的最后一个研究波段,其研究,包括THz波辐射源、THz波探测和THz波的传输及应用(THz光谱,THz成像,THz无线通讯等),已成为世界各国普遍公认的重要领域。THz技术为科学技术的创新、国民经济发展和国家安全等方面提供了一个非常诱人的机遇。以美、日为首的各个发达国家正投入大量人力和物力致力于这方面的研究。积极开展THz科学技术的研究工作对我国具有重要的战略意义。其中,THz波辐射源的研究是重中之重。本研究是THz波辐射源方面研究的重要部分,即利用光子学方法获得THz波辐射。我们致力研究基于非线性光学的全固态、结构紧凑(小型化)、室温下运转、可调谐的THz波辐射源系统。这是THz技术应用研究的基础。 获得THz波辐射的方法很多,主要分为电子学和光子学两个大方向,本文的研究属于光子学领域,并且主要是采用非线性光学方法,包括非线性光学差频、THz波参量振荡和光学Cherenkov辐射等。国际上,非线性光学方法获得THz波辐射的研究水平已有目共睹,其中无机晶体中非线性光学差频获得THz波辐射的峰值功率已到几个kW;THz波参量振荡获得的相干THz波辐射已应用在高精度,高速数据采集的THz波光谱仪。目前国内差频THz波输出较国际水平有很大差距;应用研究集中在THz光谱和成像方面,这方面研究由于是同国外相关单位合作,所以水平同国际相当。本文作者查阅研读了大量相关文献资料,在理论上提出了周期极化晶体THz波参量振荡新的辐射结构;并给出了差频THz波辐射相关研究结果;实验上已获得稳定的双波长线偏振态输出,达到国际最高水平,目前实验成果和进度受限于THz波探测器。本文创新点: 理论上首次给出倾斜周期极化铌酸锂晶体差频侧面辐射THz波的理论模型,并根据模型进行分析研究; 理论上首次提出周期极化晶体垂直侧面辐射THz波参量振荡器的实验设计方案; 理论上给出LD端面泵浦1064和946 nm双波长连续振荡阈值模型,研究了温度对输出功率的影响;实验上获得国际最高水平5.12 W功率输出; 实验上获得领域内端面泵浦1318.8和1338.2 nm双波长连续、准连续最高功率输出。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN248;TN011

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【参考文献】
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