TEACO2激光差頻產(chǎn)生太赫茲輻射的初步研究.pdf

1、太赫茲波因其在波譜中的特殊位置，有著許多獨(dú)特的性質(zhì)，未來(lái)有著巨大的應(yīng)用前景，性能優(yōu)良的太赫茲源是實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用的基礎(chǔ)。激光差頻產(chǎn)生太赫茲輻射具有操作簡(jiǎn)單，沒有閾值，可以輸出高峰值功率、相干、寬帶、可調(diào)諧的太赫茲波等優(yōu)點(diǎn)。TEA CO2激光器具有輸出激光脈沖峰值功率高、譜線多和可調(diào)諧等特征，是差頻產(chǎn)生太赫茲輻射的良好泵浦光源。經(jīng)過(guò)研究比較幾種非線性晶體，GaSe晶體有較大的雙折射，并且在THz波段有極低的吸收系數(shù)，作為差頻晶體有著巨大潛力。

2、
　　本文研究設(shè)計(jì)了作為差頻泵浦源的雙波長(zhǎng)可調(diào)諧TEA CO2激光器，并利用其雙波長(zhǎng)激光差頻產(chǎn)生THz輻射，以期獲得高峰值功率可調(diào)諧THz波。理論方面，推導(dǎo)了差頻公式,通過(guò)光柵參數(shù)的計(jì)算，選擇了合適的光柵。通過(guò)比較分析幾種非線性晶體的吸收系數(shù)和折射率，選擇了GaSe作為差頻晶體，并計(jì)算了GaSe晶體差頻的相位匹配參數(shù)。推導(dǎo)了不考慮相位失配和晶體吸收時(shí)，差頻產(chǎn)生THz輻射的能量轉(zhuǎn)化效率。通過(guò)分析相位失配和晶體吸收對(duì)差頻產(chǎn)生的THz波

3、功率的影響，設(shè)計(jì)了晶體最佳長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)方面，以折疊腔TEA CO2激光器為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了雙波長(zhǎng)可調(diào)諧TEA CO2激光器，波長(zhǎng)λ2固定為10.59μm，波長(zhǎng)λ1在10.59μm附近可調(diào)，激光器單支激光脈沖峰值功率接近 MW量級(jí)。通過(guò)光柵調(diào)諧，使 TEA CO2激光器兩諧振腔輸出的的兩激光脈沖波長(zhǎng)分別為10.25μm和10.59μm。測(cè)量了兩激光脈沖的能量、脈寬、時(shí)間同步性、以及激光器輸出能量隨工作電壓、氣壓變化情況，并調(diào)整了激光器輸出