【摘 要】
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近年来随着人们对太赫兹（THz）波段的逐渐了解,THz辐射也已经被广泛应用到各个基础研究与应用研究领域,THz辐射源技术的进步是推动THz技术及其相关交叉学科迅速发展的关键所在。差频方法是实现相干THz波产生的一种有效方法,利用两个相近的光波长在晶体中通过二阶非线性作用产生THz波。本文面向宽调谐差频THz波源,测试了黑聚乙烯和高阻Ge等传统低通滤波片的性能,比较了其在THz差频系统中的优缺点,总
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近年来随着人们对太赫兹（THz）波段的逐渐了解,THz辐射也已经被广泛应用到各个基础研究与应用研究领域,THz辐射源技术的进步是推动THz技术及其相关交叉学科迅速发展的关键所在。差频方法是实现相干THz波产生的一种有效方法,利用两个相近的光波长在晶体中通过二阶非线性作用产生THz波。本文面向宽调谐差频THz波源,测试了黑聚乙烯和高阻Ge等传统低通滤波片的性能,比较了其在THz差频系统中的优缺点,总结出基于材料的传统滤波片的不足。设计了基于衍射光栅的新型滤波片结构,弥补了传统滤波片对THz波段透射率低的不足,为提升差频THz波源有效信噪比提供了新途径,该方案目前暂无同类报道。本文的主要内容可以归纳如下:1.概述了 THz波的特点和应用领域,介绍了电子学和光子学方式产生THz辐射的几种方法,总结了基于有机非线性光学方法的宽调谐THz辐射源国内外发展状况。2.从非线性光学和衍射光学角度出发,根据三波耦合方程推导出光学差频的基本形式,分析了太赫兹差频的能量转换过程;衍射光学原理为后期仿真衍射结构的低通滤波片提供理论依据。3.搭建了宽调谐差频THz辐射源系统,测试了黑聚乙烯和高阻Ge等传统低通滤波片的性能,利用上述差频源测量了黑色聚乙烯（BPE）滤波片、高阻硅/锗窗片和商用衰减片组的透射率,初步实现了基于该辐射源的波谱分析和成像应用。4.设计衍射结构的低通滤波片,包括锯齿形滤波片（对称形和闪耀光栅形）以及矩形滤波片,利用COMSOL软件对其进行仿真,得到了透射和衍射效果比较理想的低通滤波片设计方案。
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