飛秒激光激勵氣體產(chǎn)生太赫茲波的理論研究.pdf

1、氣體中產(chǎn)生太赫波的方法具有許多其他方法無法比擬的優(yōu)點,諸如:可以得到大的帶寬,結(jié)構(gòu)簡單等等。本論文主要是從修正后的光電流模型出發(fā),模擬研究該物理過程中各物理參量對最后太赫茲輸出的影響,其中,研究氣體選大氣。另外,針對新出現(xiàn)的適合用于遠程探測太赫茲波的TEA方法進行模型構(gòu)建,模擬研究該探測的物理過程。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)對現(xiàn)有的光電流模型進行修正,將大氣離化考慮到二階,并且考慮電子在運動過程中與周圍粒子的散射等因素,推導出

2、新的光電流的表達式,得出一套新的理論。
　　(2)利用修正后的光電流模型模擬研究在800nm飛秒激光的基礎之上引入400nm倍頻成分后太赫茲波輻射量的增強情況,分析增強的原因;然后又研究了雙色激光激勵情況下兩光束之間的相對相位差對最后太赫茲輸出的影響;然后對各種波長組合激勵情況進行了討論。
　　(3)保持800nm與400nm泵浦脈沖能量不變改變其脈沖寬度時,大氣離化過程會相應的變化,離化電子在該激光場中的加速過程也會不同,

3、從而輸出太赫茲波的波形以及頻域分布都會相應的有所變化,采用修正后的光電流模型研究太赫茲輸出隨泵浦脈沖寬度變化的關系。
　　(4)采用修正后的光電流模型研究太赫茲輸出隨800nm與400nm泵浦能量的關系,其輸出的強度及頻譜分布等參數(shù)的相應變化,分析原因,從而了解增加泵浦能量在得到高太赫茲輸出上的潛力。
　　(5)在雙色激光組合激勵大氣產(chǎn)生太赫茲波的過程中,400nm倍頻激光的引入大大增強了最后的太赫茲輸出,采用修正后的光電流

4、模型模擬研究太赫茲輸出隨400nm倍頻量的關系,研究過程可保持800nm與400nm總泵浦能量不變,改變二者的強度比例,進行輸出太赫茲計算,得出結(jié)論。
　　(6)研究了幾個飛秒脈寬的單色800nm激光激勵氣體產(chǎn)生太赫茲波的情況,當脈寬窄到只有幾個飛秒時,脈沖只包含幾個周期的電場振蕩,自身具有一定的非對稱性,該非對稱性情況與激光場的初始相位有關,對最后的太赫茲輸出有一定的影響。
　　(7)飛秒激光激勵大氣離化電子的過程,會輻射