【摘 要】
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太赫兹单像素近场成像是成像应用方面非常有潜力的技术,它通过在成像场景前引入一系列空间分辨的图样编辑太赫兹光,被编辑的太赫兹光通过成像场景后被一个单点探测器捕捉并记录下每一个图样对应的强度值,进而通过计算机还原出成像场景。空间光编辑器（Spatial Light Modulator,SLM）是太赫兹单像素近场成像系统中的关键设备之一。利用数字微镜设备（Digital Micromirror Devi
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太赫兹单像素近场成像是成像应用方面非常有潜力的技术,它通过在成像场景前引入一系列空间分辨的图样编辑太赫兹光,被编辑的太赫兹光通过成像场景后被一个单点探测器捕捉并记录下每一个图样对应的强度值,进而通过计算机还原出成像场景。空间光编辑器（Spatial Light Modulator,SLM）是太赫兹单像素近场成像系统中的关键设备之一。利用数字微镜设备（Digital Micromirror Device,DMD）编辑泵浦光,我们通过亚波长金属光栅和Silicon on Sapphire（SOS）材料结合的方式,设计、加工、并在实验上实现了一个光主动调控、高效率、超薄且超快的太赫兹空间光调制器。1)具有较好的调制能力。在实验中,我们所设计的调制器在一个相对较低的泵光能量密度下（80μJ/cm~2）显示出高于60%的太赫兹电场峰值调制效果并且这一调制能力是宽带的。2)具备快速切换的潜力。通过对|（35）T|曲线的拟合,我们提取出器件亚纳秒量级的载流子弛豫时间,这意味着我们所设计的器件具备快速响应的能力。3)超薄的特性。由于SOS的蓝宝石基底对泵光是透明的,因此器件的有效厚度仅有硅层和光栅层（约500 nm）。4)完成对一维光栅的描述后,我们将研究拓展至二维光栅,偏振不依赖的特性使二维光栅更容易被拿来使用。完成器件的性能表征后,我们搭建了太赫兹单像素近场成像系统,将器件耦合入系统,针对器件成像的应用点进行了太赫兹单像素超分辨成像的演示实验。实验结果证明了器件可以实现超分辨成像,同时理论上具有实时成像的潜力。通过上述仿真、实验、建模,我们结合SOS和亚波长光栅,设计了一种太赫兹空间光调制器。在满足超薄和高效的同时,我们提高了器件的调制能力,降低了泵浦光所需的能量。这一工作有助于降低太赫兹单像素成像系统的复杂度。
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