應(yīng)用于THz源的光纖激光器及高性能光電探測器.pdf

1、THz波在成像技術(shù)、材料檢測、生命科學(xué)以及高速通信等諸多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用，目前正成為研究的熱點(diǎn)?；陔p頻激光器的光子混頻法能在室溫下產(chǎn)生可調(diào)諧的連續(xù)THz波，為THz 產(chǎn)生的重要手段。光子混頻THz 源具有兩個(gè)核心技術(shù)——穩(wěn)定雙頻激光器和高速光電探測器。本文圍繞這兩個(gè)方面對光子混頻THz 源的核心技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的理論和實(shí)驗(yàn)研究，另外，作為探測器研究的延伸，本文還對硅基高響應(yīng)度探測器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究，具體內(nèi)容如下：
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2、)研究了光纖激光器的濾波器件——光纖布拉格光柵；分析了相移均勻光柵的透射譜特性及其在雙波長單縱模激光器中的適用性：設(shè)計(jì)和制作了新穎的雙π相移啁啾光纖光柵，實(shí)現(xiàn)了波長間隔為8nm的雙波長窄線寬濾波特性。
　　 (2)從理論上分析了THz 拍頻和雙波長單縱模摻鉺光纖激光器；討論了THz拍頻形成的原理和條件，推導(dǎo)了THz 拍頻的自相關(guān)跡；研究了雙波長單縱模摻鉺光纖激光器的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，并重點(diǎn)分析了摻鉺光纖激光器的頻率燒孔對雙波長產(chǎn)生的影響

3、以及飽和吸收體的窄帶濾波功能對單縱模實(shí)現(xiàn)的重要作用。
　　 (3)對雙波長單縱模摻鉺光纖激光器和THz 拍頻進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究；對光纖激光器分別進(jìn)行了單縱模、多波長和雙波長單縱模的實(shí)驗(yàn)；實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的頻率相差1THz的雙波長單縱模激射；利用自相關(guān)儀對THz 拍頻進(jìn)行了觀察，成功獲得了1THz的拍頻信號。
　　 (4)理論研究了兩種高速光電探測器——超短載流子壽命光電導(dǎo)和單傳輸載流子探測器（UTC-PD）；分析了半導(dǎo)體光電探測器

4、的基本理論和計(jì)算模型；推導(dǎo)了一維半導(dǎo)體光電導(dǎo)的解析解；采用商用軟件COMSOL對一維和二維光電導(dǎo)進(jìn)行了數(shù)值模擬；設(shè)計(jì)和分析了一種超短載流子壽命UTC-PD，該器件結(jié)合了UTC-PD和超短載流子壽命光電導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)，克服了光電導(dǎo)高暗電流和UTC-PD 慢擴(kuò)散過程的限制。
　　 (5)理論和實(shí)驗(yàn)研究了兩種高響應(yīng)度光電探測器——諧振腔增強(qiáng)型（RCE）探測器和納米柱微弱光探測器；設(shè)計(jì)和分析了雙腔RCE 探測器，該探測器具有高量子效率和窄帶的