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级联差频产生太赫兹波的研究

发布时间:2021-12-10 23:11
  随着太赫兹(THz)波在无线通讯、生物医学、安全检查、光谱成像等领域的广泛应用,太赫兹辐射源的应用需求也大大提高。利用非线性光学差频产生(DFG)太赫兹波具有高功率、宽调谐、窄线宽、结构简单、室温运转等优点,该方法是产生太赫兹辐射源的一种有效方法。但目前光学方法的量子转化转换效率较低,亟需提高。本文将从级联差频方法提高太赫兹波转换效率方面进行理论研究。本文的主要内容如下:(1)分析周期极化KTiOPO4(KTP)晶体中级联差频产生THz波过程,基于耦合波方程计算THz波的增益和量子转换效率。与非级联过程相比,10阶级联过程的THz波强度增加至5.53倍,量子转换效率达到479.4%,超过了Manly-Rowe限制。(2)研究基于无粘合剂粘结周期极化KTP晶体和LiNbO3晶体光学参量效应产生两组双波长的输出特性。并分析双信号光在光学参量振荡器中同一KTP晶体中级联差频产生THz波的输出特性,与非级联过程相比,4阶级联过程中THz波增益提高至5.56倍,量子转换效率达到259%。同理分析双闲频光在光学参量振荡器中同一LiNbO3

【文章来源】:华北水利水电大学河南省

【文章页数】:99 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

级联差频产生太赫兹波的研究


电磁波谱图

无线通信


华北水利水电大学硕士学位论文研团队,在 THz 无线通信系统中取得了与国际相当的成绩。2015 年,上术研究所[15]实现了 310 GHz 无线通讯系统,如图 1-2 所示,传输距离达到率达到 1.5 Gbps,而高增益天线和高功率发射机可以克服空间的高损耗实程通信。2016 年,电子科技大学 Chen[16]课题组搭建了首台 220 GHz 频段极管发射机全电子室外无线通信系统,如图 1-3 所示,实时传输链路同容bps,在正交相移键调制方式下传输距离到达 200 m 以上,误码性能良好,于 10-6,促进了 THz 高速无线通信发展。

无线通信系统


2016 年,电子科技大学 Chen[16]课题组搭建了首台 220 GHz 频段极管发射机全电子室外无线通信系统,如图 1-3 所示,实时传输链路同容bps,在正交相移键调制方式下传输距离到达 200 m 以上,误码性能良好,于 10-6,促进了 THz 高速无线通信发展。图 1-2 310 GHz 无线通信装置[15]Fig.1-2 310 GHz wireless communication device

【参考文献】:
期刊论文
[1]发展中国太赫兹高速通信技术与应用的思考[J]. 陈智,张雅鑫,李少谦.  中兴通讯技术. 2018(03)
[2]Tunable terahertz wave difference frequency generation in a graphene/AlGaAs surface plasmon waveguide[J]. TAO CHEN,LIANGLING WANG,LIJUAN CHEN,JING WANG,HAIKUN ZHANG,WEI XIA.  Photonics Research. 2018(03)
[3]High-average-power, high-repetition-rate tunable terahertz difference frequency generation with GaSe crystal pumped by 2 μm dual-wavelength intracavity KTP optical parametric oscillator[J]. DEXIAN YAN,YUYE WANG,DEGANG XU,PENGXIANG LIU,CHAO YAN,JIA SHI,HONGXIANG LIU,YIXIN HE,LONGHUANG TANG,JIANCHEN FENG,JIANQIN GUO,WEI SHI,KAI ZHONG,YUEN H.TSANG,JIANQUAN YAO.  Photonics Research. 2017(02)
[4]无线传感器网络定位技术及典型系统[J]. 贾丽,孙骞,辛丽,钱广秀,高寒旭,贾刚,赵增顺.  信息技术. 2017(01)
[5]近20年来我国空气污染研究热点与趋势的文献计量分析[J]. 曹永强,朱明明.  华北水利水电大学学报(自然科学版). 2016(03)
[6]太赫兹技术在军事和安全领域的应用[J]. 赵国忠,申彦春,刘影.  电子测量与仪器学报. 2015(08)
[7]基于多光谱图像融合技术的麦粒图像增强方法研究[J]. 张红涛,孙志勇,田媛,侯栋宸.  华北水利水电大学学报(自然科学版). 2014(06)
[8]太赫兹科学技术研究的新进展[J]. 赵国忠.  国外电子测量技术. 2014(02)
[9]关于太赫兹通信技术的综合分析探讨[J]. 初洪娜.  硅谷. 2011(14)

博士论文
[1]基于非线性光学方法产生高功率THz波辐射源的研究[D]. 李忠洋.天津大学 2011
[2]基于非线性光学频率变换的人眼安全、中红外激光及太赫兹辐射源的研究[D]. 钟凯.天津大学 2010



本文编号:3533567

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