【摘 要】
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太赫兹(THz)技术在国防与反恐、医疗诊断、材料特性、军事通信、大气检测等诸多领域有着重要的研究价值和广泛的应用前景。利用非线性光学参量和光学差频方法产生THz波辐射具有室温下运转、宽调谐、高功率、结构简单、窄线宽等优点。本论文主要研究基于光学差频和光学参量方法产生THz波,主要内容如下:1.分析了晶格振动模与光波耦合所具备的条件以及极性晶格振动模与光波耦合后对晶体色散曲线的影响,研究了受激电磁耦
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太赫兹(THz)技术在国防与反恐、医疗诊断、材料特性、军事通信、大气检测等诸多领域有着重要的研究价值和广泛的应用前景。利用非线性光学参量和光学差频方法产生THz波辐射具有室温下运转、宽调谐、高功率、结构简单、窄线宽等优点。本论文主要研究基于光学差频和光学参量方法产生THz波,主要内容如下:1.分析了晶格振动模与光波耦合所具备的条件以及极性晶格振动模与光波耦合后对晶体色散曲线的影响,研究了受激电磁耦子散射过程中三波互作用过程,推导了THz波增益系数和吸收系数表达式。2.建立了基于MgO:LiNbO3晶体极化声子共振区的太赫兹参量振荡器的理论模型,通过改变相位匹配角实现宽调谐THz波输出。研究了MgO:LiNbO3晶体非共线相位匹配条件下泵浦波长和半径对有效参量增益长度的影响,计算了MgO:LiNbO3晶体极化声子共振区THz波的增益和吸收系数。3.利用KTiOPO4晶体受激电磁耦子散射产生宽调谐的THz波。推导了KTiOPO4晶体非共线相位匹配条件下有效参量增益长度表达式。计算了THz波和Stokes光的增益系数。计算结果表明,KTiOPO4晶体比MgO:LiNbO3晶体具有更大增益系数和更低的吸收系数,所以KTiOPO4晶体更有利于THz波的输出。4.研究了基于KNbO3晶体参量效应产生THz波的输出特性。通过改变泵浦波长和相位匹配角可以产生宽调谐THz波。比较了KNbO3晶体与MgO:LiNbO3晶体的太赫兹参量振荡器的增益与吸收特性。计算结果表明,KNbO3晶体更适合作为太赫兹参量振荡器的增益介质。5.利用闪锌矿晶体周期反转波矢满足相位匹配过程实现在极化声子共振区差频产生THz波。计算了在极化声子共振区THz波低损耗限制下参量增益和吸收系数,通过改变差频波的波长和极化周期实现THz波的连续调谐。
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