【摘 要】
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太赫兹单光子雷达信号检测门限为单光子尺度,具有极低的噪声水平和极高的探测灵敏度,有望显著提升现有太赫兹雷达系统的作用距离.本文首先介绍了太赫兹单光子雷达探测技术提出的背景,系统阐述了其原理、特点以及现状,然后提出了直接探测与外差探测两种典型的系统实现方式,并给出了一种雷达系统设计思路,最后分析了当前太赫兹单光子雷达探测技术面临的关键问题,讨论了其在雷达增程、远程防空预警、反隐身等领域的潜在应用.研
【机 构】
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国防科技大学电子科学学院,长沙410073
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太赫兹单光子雷达信号检测门限为单光子尺度,具有极低的噪声水平和极高的探测灵敏度,有望显著提升现有太赫兹雷达系统的作用距离.本文首先介绍了太赫兹单光子雷达探测技术提出的背景,系统阐述了其原理、特点以及现状,然后提出了直接探测与外差探测两种典型的系统实现方式,并给出了一种雷达系统设计思路,最后分析了当前太赫兹单光子雷达探测技术面临的关键问题,讨论了其在雷达增程、远程防空预警、反隐身等领域的潜在应用.研究成果有望为突破太赫兹雷达在探测能力与作用距离等方面的技术瓶颈提供一条可行的技术途径,并进一步推动太赫兹
其他文献
为解决零差对称(NPS)系统中三路输出信号交流分量系数实时偏差对解调的影响,提出一种实时修正NPS的方法,并应用于分布反馈式(DFB)光纤激光水听器的解调中.把NPS解调系统里干涉仪单臂缠绕在压电陶瓷(PZT)上,施加振幅大于π rad的正弦信号,使三路输出信号满幅.获取当前PZT振动周期内三路输出信号的最大值、最小值,计算各路直流分量系数的特征值,获得当前特征值与前面所有PZT振动周期的直流分量系数和的平均值,作为当前周期的直流分量系数;计算各路交流分量系数特征值,获得当前特征值与前面所有PZT振动周期
在传统的轴棱锥-透镜光学系统中,产生局域空心光束的入射光一般为圆高斯光束.随着局域空心光束的系统多样化和应用多样化,研究具有特殊形貌的初始光束对局域空心光束的调控有重要的意义.圆高斯光束被多边光阑调制为特殊形貌的多边形光束,经过轴棱锥-透镜光学系统后产生局域空心光束.利用不同多边光阑,包括正三角形、正方形及正六边形,调控光学系统中的光场分布,并通过理论研究和实验测量得到光阑后的衍射光场变化.结果 表明,利用多边光阑调控光场,产生的局域空心光束具有多个局部缺失部分.这些缺口的形成,对于多粒子捕获和精准捕获具
太赫兹(THz)波在生物医疗、天文、国防等领域具有潜在应用. THz辐射源是THz技术应用的关键器件.基于半导体的电泵浦THz量子级联激光器(Quantum Cascade Laser, QCL)具有输出功率高、频率可调谐、全固态等优点,因而备受研究人员的重视.但是,长期以来,传统基于砷化镓(GaAs)材料体系的THz QCL的较低工作温度一直制约着其广泛应用.通过研究不同材料中的纵向光学(Lon
实验搭建了基于全保偏掺铒光纤激光器的高效率倍频光源.采用可饱和吸收镜进行锁模,并通过两级掺铒光纤放大器实现了高重复频率、窄光谱的线偏振皮秒脉冲输出.在PPLN晶体中对该脉冲进行倍频处理,获得了光谱宽度为0.68 nm、中心波长为774.8 nm的皮秒脉冲,平均功率为613 mW,最大转换效率为55.7％,倍频脉冲在3h内平均功率的相对抖动低至0.6％.该光源具有结构紧凑、稳定性高的优势,可应用于超快光谱学、半导体测试等领域.
随着量子霍尔效应(QHE)在凝聚态物理中的深入研究,一类具有非平庸特性的新型材料——拓扑绝缘体引起了人们极大的兴趣.与此同时,随着人工超材料的发展,一种可以产生新型单向传输模式且无背散射的拓扑光子晶体(Topological Photonic Crystals)引起非常大的关注.在本文中,根据时空反演对称性和量子自旋霍尔效应(QSHE)理论,我们构建了一个工作频率在太赫兹波段的拓扑光子晶体,当扩展
基于窄线宽线偏振光纤激光单通倍频方案获得了610 W单模绿光输出,倍频效率达到56.27％,光束质量M2为1.05.这是目前报道的基于单通倍频方案获得数百瓦级连续波绿光激光输出的最高效率,可进一步通过两路绿光偏振合束实现千瓦级高亮度绿光激光输出.
传统电子加速装置以射频场作为驱动场.相比之下,太赫兹辐射波长更短,加速梯度更高,是未来紧凑型电子加速装置的一种潜在驱动场.此外,太赫兹脉冲可以提供一个超快调制场用于压缩和测量电子脉宽.近年来,太赫兹场与电子的相互作用引起了广泛关注.强激光与等离子体相互作用可同时产生大能量的太赫兹脉冲和大电量的超短电子束,这一优势使其有望成为太赫兹场调控电子、太赫兹泵浦-电子探测的新型独特平台.本文以一种可行的实验
同带泵浦是提升单纤输出能力的有效手段.在传统双包层光纤研究的基础上,为了进一步提高涂覆层的耐受性,本课题组制备了适用于同带泵浦的三包层大模场掺镱光纤,使大部分泵浦光束缚在含氟石英层内传输,大大减轻了泵浦光对低折射率涂层的冲击.基于所研制的三包层光纤搭建了全光纤化主控振荡功率放大器,实现了9010W激光输出,激光中心波长为1080 nm,斜率效率为80.5％.三包层光纤的使用对万瓦级以上高功率激光光纤的长期可靠运行具有重要意义.
几何相位,又被称为Pancharatnam-Berry相位,因设计简单、相位延迟可覆盖2π范围且与频率无关等优势在光学超表面中被广泛用于波前操控.几何相位超表面的效率和带宽往往受限于其结构单元实现正交偏振变换的能力.当工作频率偏离设计频率时,结构单元往往不能完全改变入射圆偏振光的手性,导致仅被改变手性的部分光波波前被调控,而其余光波未被调控.为此,本工作提出了一种几何相位超表面透镜,得益于其结构单
温度自限制效应能够使物体在辐照光强变化的条件下,仍能保持稳定的温度.本文提出一种能够在太赫兹辐照下保持温度自限制效应的微粒设计.这一设想利用二氧化钒(VO2)在相变温度附近能够发生剧烈的光学性质变化,从而使微粒的温度产生自适应调节,最终在较宽的太赫兹辐照光强范围内,使粒子温度维持在相变温度附近.为了验证这一设计,我们利用米氏理论对VO2微粒的光热效应进行了理论分析.计算结果表明,改变粒子尺寸可以有