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太赫兹(THz)波一般是指在0.1THz~10THz(波长0.03~3mm)的相干电磁辐射,它位于电磁波谱中电子学向光子学过渡的特殊位置,是最后一个没有研究透彻的频段【1】。随着低尺度半导体技术和超快激光技术的发展,使 THz产生技术、探测技术和应用技术取得了不少成果。 本文总结了耦合场量子的理论模型和物理特性。而后结合其方法在量子尺度领域解释了非线性晶体的耦合场量子色散特性是其辐射太赫兹波的物理基础,它根本性的决定了可以通过参变过程、参变振荡过程或拉曼散射过程辐射太赫兹电磁波;也根本性的决定了该种晶体辐射太赫兹波的频率范围。而一种晶体的耦合场量子色散特性主要反映在其色散特性曲线上。 本文利用密度泛函理论研究ZnTe晶体,通过计算得到了ZnTe晶体的稳定构型,并进一步在理论计算基础上分析了该种晶体的简正模式与电子态密度,计算出了ZnTe晶体的拉曼散射光谱。分析 ZnTe晶体的拉曼散射光谱得到,ZnTe晶体在184cm-1和215cm-1的拉曼频移位置有明显的拉曼散射谱线,这两条谱线反映了ZnTe晶体的光学声子的本征频率,而且他们在太赫兹频段内。 本文通过实验得到了ZnTe晶体的光学声子的本征频率,此频率与计算所得的频率相一致。进而计算出了ZnTe晶体的耦合场量子色散曲线,通过对ZnTe晶体的耦合场量子色散曲线的分析,在理论上预测了ZnTe晶体在THz频段的辐射特性。此分析指出ZnTe晶体在微观的受激拉曼散射效应下表现出宏观的非线性光整流与参量振荡效应,这时当相位匹配角在0~4°范围内时, ZnTe晶体能够对应此角度,辐射频率范围在0~5.3THz(0~175cm-1)的相应的电磁波,从理论上预测了ZnTe晶体能够辐射出太赫兹电磁波。 本文实验得出了ZnTe晶体在0~2THz有明显的电磁波辐射,具有做THz波源的可能性。对于并没有达到计算所得的0-5.3THz这么宽的频域分析了原因。