基于非線性晶體利用光學差頻產(chǎn)生THz波輻射的研究.pdf

1、THz波作為電磁波譜的最后一個研究波段，其研究，包括THz波輻射源、THz波探測和THz波的傳輸及應用(THz光譜，THz成像，THz無線通訊等)，已成為世界各國普遍公認的重要領域。THz技術為科學技術的創(chuàng)新、國民經(jīng)濟發(fā)展和國家安全等方面提供了一個非常誘人的機遇。以美、日為首的各個發(fā)達國家正投入大量人力和物力致力于這方面的研究。積極開展THz科學技術的研究工作對我國具有重要的戰(zhàn)略意義。其中，THz波輻射源的研究是重中之重。 本研

2、究是THz波輻射源方面研究的重要部分，即利用光子學方法獲得THz波輻射。我們致力研究基于非線性光學的全固態(tài)、結構緊湊(小型化)、室溫下運轉、可調(diào)諧的THz波輻射源系統(tǒng)。這是THz技術應用研究的基礎。獲得THz波輻射的方法很多，主要分為電子學和光子學兩個大方向，本文的研究屬于光子學領域，并且主要是采用非線性光學方法，包括非線性光學差頻、THz波參量振蕩和光學Cherenkov輻射等。國際上，非線性光學方法獲得THz波輻射的研究水平已有目共

3、睹，其中無機晶體中非線性光學差頻獲得THz波輻射的峰值功率已到幾個kW:THz波參量振蕩獲得的相干THz波輻射已應用在高精度，高速數(shù)據(jù)采集的THz波光譜儀。目前國內(nèi)差頻THz波輸出較國際水平有很大差距；應用研究集中在THz光譜和成像方面，這方面研究由于是同國外相關單位合作，所以水平同國際相當。本文作者查閱研讀了大量相關文獻資料，在理論上提出了周期極化晶體THz波參量振蕩新的輻射結構；并給出了差頻THz波輻射相關研究結果；實驗上已獲得穩(wěn)定

4、的雙波長線偏振態(tài)輸出，達到國際最高水平，目前實驗成果和進度受限于THz波探測器。 本文創(chuàng)新點：理論上首次給出傾斜周期極化鈮酸鋰晶體差頻側面輻射THz波的理論模型，并根據(jù)模型進行分析研究；理論上首次提出周期極化晶體垂直側面輻射THz波參量振蕩器的實驗設計方案；理論上給出LD端面泵浦1064和946 nm雙波長連續(xù)振蕩閾值模型，研究了溫度對輸出功率的影響；實驗上獲得國際最高水平5.12 W功率輸出；實驗上獲得領域內(nèi)端面泵浦1318.