气相和液相介质中飞秒光丝相互作用对太赫兹辐射的调制与应用

发布时间：2022-01-19 07:08

　　太赫兹辐射,具备特征光谱、低能量、强穿透力、超短脉冲、高分辨率以及大带宽等优秀性质,在基础科学研究、生物医学、无损检测、光谱测量、无线通讯、太空探索等领域应用广泛,备受科研界与产业界工作者的青睐。然而,太赫兹科学与技术作为一门新兴的学科,在太赫兹光谱调控的研究、太赫兹幅度增强的新途径、传统材料在太赫兹频率的非线性研究等方面,面临着诸多挑战,存在着提升空间。本论文主要研究气相和液相介质中飞秒光丝非共线相互作用形成的等离子体光栅对飞秒激光成丝产生太赫兹辐射的调控作用,并进一步实验研究了相变与二维材料的太赫兹频率非线性特性。本论文的具体内容包括:1.提出一种基于气相等离子体光栅的双色场飞秒光丝太赫兹辐射的全光学光谱调控新方法。通过单色场飞秒光丝与双色场飞秒光丝非共线相互作用,在相互作用区域自由电子密度空间上呈现周期性调制的性质,形成可全光调控的等离子体光栅;在等离子光电流以及非线性四波混频作用下,实现了空气光丝中高频太赫兹光谱成分（>0.75 THz）的有效增加。在实验上研究了单脉冲能量、光场偏振态等物理参数对太赫兹增强效应的影响,观测到高单脉冲能量,平行偏振状态有助于光丝中高频太赫兹... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

电磁频中太赫兹射频范围以及对应波数、能量以及波范围

Web Of Science 数据库统计出 1989 年至 2018 年历年关题 文章数。特征，太赫兹辐射技术在以下应用领域发挥着不可替科学用材料在太赫兹以及远红外波段的共振激发，选择性率模式。利用太赫兹辐射去研究诸如非常规超导物质或半导体等复杂物质的非均衡动力学，是一件非常重用的飞秒激光脉冲的波段通常是在可见光或者近红外2 eV 的范围。这个范围已经远超过很多复杂材料的带量去泵浦材料，会引起一系列复杂的光致效应，最终难观察到。当材料中的电荷、自旋、振动、晶格等自

图 1.3（a）光电 天 实物细节图。（b）飞秒激光脉冲激发光电 天 产生太赫兹 射 示意图。2）光学整流太赫兹辐射光学整流，利用非中心对称介质中的二阶非线性，是产生太赫兹辐射的常见方法之一[40-46]。相比于光电导天线，基于飞秒激光脉冲光学整流的太赫兹产生方法通常更加简单，不需要外加高压。同时，光学整流提供了更加大的太赫兹带宽和更大的转换效率。在非线性光学里，介质中的电场极化强度 P 可以用电场 E 来表示： ( ) （1.2）此处， ( )是材料的 n 阶极化系数张量。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Clue to a thorough understanding of terahertz pulse generation by femtosecond laser filamentation[J]. JIAYU ZHAO,WEIWEI LIU,SHICHANG LI,DAN LU,YIZHU ZHANG,YAN PENG,YIMING ZHU,SONGLIN ZHUANG.  Photonics Research. 2018(04)
[2]基于太赫兹量子级联激光器的实时成像研究进展[J]. 谭智勇,万文坚,黎华,曹俊诚.  中国光学. 2017(01)



本文编号：3596431