超快相干太赫兹波产生与探测关键技术研究
[Abstract]:Terahertz technology has experienced a long development process since its birth, from the initial "terahertz gap" to the recent years with the development of ultrashort laser and low-dimensional semiconductor technology. The emergence of a series of high performance terahertz wave sources and high sensitivity detectors, represented by ultra-fast photoconductive devices, has greatly promoted the rapid development of terahertz science and technology. With the further understanding of terahertz waves by researchers, more and more unique properties of terahertz waves have been discovered, such as low photon energy, penetrating most dielectric and non-polar materials, and high temporal and spatial resolution. The frequency range corresponds to the rotation and vibrational energy levels of a large number of organic molecules. The application of terahertz wave has been extended to terahertz communication, terahertz radar and so on from the original cosmology, molecular spectroscopy, safety detection, material identification, device characteristic research, biomedicine and so on. In the development of terahertz science and technology, the research of terahertz radiation sources and detectors has been paid great attention by scholars. How to efficiently generate terahertz wave and how to detect terahertz signal accurately and effectively play an important role in the further research and application of terahertz wave science and technology. Starting from the generation and detection of terahertz radiation, terahertz waves are generated for photoconductive antennas, terahertz waves are produced by air plasma, and terahertz waves are detected by free space electro-optic sampling. Some key techniques in the generation and detection of ultra-fast coherent terahertz signals, such as photoconductive sampling for terahertz waves, are studied. The main contents are as follows: (1) in the process of producing ultra-fast coherent terahertz signal by photoconductive antenna, the damage of antenna electrode and the effect of spot size between electrodes on the generation of terahertz signal are studied. The terahertz signal is optimized by changing different system parameters. The spectrum coverage of terahertz signal is extended from 2THz to 4THZ, and the peak value of time domain signal is increased by 50%. (2) the mechanism of ultra-fast coherent terahertz wave produced by laser induced air plasma is studied, and the mass dynamic radiation of air plasma is induced by laser. Ultra fast coherent terahertz pulse signals are obtained by four wave mixing radiation and external bias enhanced plasma radiation. (3) the methods of detecting ultra-fast coherent terahertz signals by free space electro-optic sampling and photoconductive sampling are studied and compared. The detection of ultra-fast coherent terahertz signals is preliminarily realized by using self-developed photoconductive antenna devices.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN820
【共引文献】
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本文编号:2390167
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