19241.基于linbo3晶體拉曼散射的thz輻射機(jī)制及性能的研究

1、分類號(hào)UDC密級(jí)學(xué)號(hào)1208090133碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文基于基于LiNbO3晶體拉曼散射的晶體拉曼散射的THz輻射機(jī)制及性能的研究輻射機(jī)制及性能的研究魏旭艷魏旭艷學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科名稱：物理電子學(xué)學(xué)科名稱：物理電子學(xué)指導(dǎo)教師：張顯斌教授指導(dǎo)教師：張顯斌教授申請(qǐng)日期：2015年3月申請(qǐng)日期：2015年3月（基于LiNbO3晶體拉曼散射的THz輻射機(jī)制及性能的研究）魏旭艷西安理工大學(xué)摘要I論文題目：基于論文題目：基于L

2、iNbO3晶體拉曼散射的晶體拉曼散射的THz輻射機(jī)制及性能的研究輻射機(jī)制及性能的研究學(xué)科專業(yè)：物理電子學(xué)學(xué)科專業(yè)：物理電子學(xué)研究生：魏旭艷簽名：研究生：魏旭艷簽名：_________指導(dǎo)教師：張顯斌教授簽名：指導(dǎo)教師：張顯斌教授簽名：_________摘要摘要太赫茲(THz)電磁波(頻率為0.1THz~10THz)是指波長介于毫米波和紅外波之間，相當(dāng)寬范圍的電磁輻射區(qū)域。它與其相鄰頻段的光學(xué)和微波技術(shù)相比，人們對(duì)太赫茲電磁波的認(rèn)識(shí)和利用

3、還相對(duì)較少，但隨著探索的不斷深入，其重要的研究意義及廣泛的應(yīng)用前景已經(jīng)越發(fā)清晰，也越來越引起國際學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。當(dāng)今，有關(guān)太赫茲的產(chǎn)生技術(shù)，依然是太赫茲科學(xué)與技術(shù)研究領(lǐng)域中所側(cè)重的主要方面之一。本文首先簡(jiǎn)要介紹了太赫茲電磁波的特性、產(chǎn)生技術(shù)及其廣泛應(yīng)用。其次，從入射激光光場(chǎng)與晶體中格波的相互作用角度出發(fā)，分析了入射激光與非線性晶體中橫向晶格振動(dòng)模的相互耦合作用形成了一種新的元激發(fā)，即耦合場(chǎng)量子。在分析中得出的耦合場(chǎng)量子色散方程的基礎(chǔ)上

4、，進(jìn)一步分析了耦合場(chǎng)量子色散特性曲線，明確了耦合場(chǎng)量子色散特性曲線的物理含義。提出了非線性晶體的耦合場(chǎng)量子色散特性曲線是其輻射太赫茲電磁波的物理基礎(chǔ)。同時(shí)，本文利用第一性原理對(duì)理想化學(xué)配比LiNbO3晶體的拉曼光譜進(jìn)行了分析，得到了其本征振動(dòng)頻率，并結(jié)合耦合場(chǎng)量子色散方程，給出了非線性晶體LiNbO3的色散特性曲線。通過對(duì)LiNbO3晶體耦合場(chǎng)量子色散特性曲線的分析，預(yù)測(cè)了LiNbO3晶體能夠輻射出頻率范圍在0~6.97THz(0cm1

5、~230cm1)的電磁波，該頻段恰好落在太赫茲頻段內(nèi)。最后，本論文還結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究了Mg摻雜引入的缺陷結(jié)構(gòu)對(duì)晶體拉曼光譜的影響。經(jīng)比較分析摻入Mg原子的LiNbO3晶體材料其拉曼光譜與非摻雜下LiNbO3晶體的拉曼光譜，發(fā)現(xiàn)摻Mg后LiNbO3晶體拉曼光譜的特征譜線線寬變窄了9cm1，且拉曼散射強(qiáng)度增大了1095個(gè)單位，從而在理論上定性的解釋了摻鎂LiNbO3晶體作為輻射THz電磁波的樣品材料，能夠獲得性能更穩(wěn)定及功率閾值低的T