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太赫兹辐射的产生、探测及一些分子和固体的太赫兹时域光谱

王琳  
【摘要】: THz辐射作为电磁波谱上新开发的一个频率窗口,由于其独特的性质,使得它在物理、化学、生物医学、通信、雷达、安全检查等各方面都有广阔的应用前景。世界上有越来越多的科研工作者逐渐加入到这个研究领域中来。 本论文工作主要是建立起了一套稳定的THz辐射产生探测系统,研究了实验中可调控因素对产生的THz辐射的影响。在这个基础上,进一步搭建起THz时域光谱系统,并利用它测量了GaAs半导体以及单晶金刚石、多晶CVD金刚石、熔融石英的光学和介电性质,得到了它们在THz波段的折射率、介电常数、透射率等信息,并利用Lorentz色散模型对GaAs半导体在THz波段的光学和介电常数进行了理论模拟。利用THz时域光谱技术我们还研究了乳糖水合物、麦芽糖水合物、葡萄糖等三种糖类分子的振动特性,得到了它们在THz波段的折射率及吸收光谱,同时通过量子化学计算,对各个振动吸收峰进行了理论上的解析。文中还进行了2,4-DNT分子及其在溶液中的太赫兹波段振动光谱研究,讨论了溶剂效应对2,4-DNT分子的结构和太赫兹波段振动光谱的影响。论文中对强激光激发空气等离子体产生THz辐射产生方法进行了实验研究。实验中采用了把超短激光脉冲基频光直接在空气中聚焦以及利用超短激光脉冲基频光ω及它的二次谐波2ω同时在空气中聚焦两种方法来产生THz辐射。研究了这两种方法产生的THz辐射角分布,以及外加电场、BBO距离焦点位置的改变等因素对信号强度的影响。


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