飞秒等离子体太赫兹辐射功率增强技术及应用研究
发布时间：2022-12-11 01:42
飞秒等离子体产生太赫兹是当下的研究热点,该方法能够提供高功率和超宽带的太赫兹辐射,广泛应用于多个领域。但是该方法所产生的太赫兹波在传输过程中存在严重的吸收和损耗,因此需进一步提高其太赫兹辐射效率并进行应用研究。本文首先采用光电流模型对不同压强条件下气体太赫兹辐射进行了数值模拟;其次构建了飞秒等离子太赫兹辐射系统,采用混合气体作为介质,对其太赫兹辐射增强效果进行了测试;最后采用辐射增强的太赫兹源对4种含能材料进行了太赫兹光谱应用研究。研究结果表明:（1）采用光电流模型进行了数值模拟,模拟结果表明:在50-700torr压强范围内,太赫兹的产生与气体介质压强呈正比例关系,因此可以通过增大气体介质压强来提高太赫兹辐射功率。（2）通过构建飞秒等离子太赫兹辐射系统,对氩气和空气等比例混合进行了实验研究,结果表明:在混合气体中,双色激光产生等离子体丝并向外辐射太赫兹波,产生太赫兹辐射强度约为大气环境下的2.5倍,太赫兹辐射功率约为大气环境下的5倍;证明了在混合气体介质环境下,产生的太赫兹辐射强度及功率会显著增强。（3）开展了辐射增强太赫兹源的应用研究,实验结果表明:所检测的4种含能材料样品的太赫兹...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 太赫兹简介
1.2 太赫兹产生和探测
1.2.1 太赫兹的产生
1.2.2 太赫兹的探测
1.3 太赫兹的性质和应用
1.4 飞秒激光等离子体太赫兹辐射功率增强的研究现状
1.5 本论文的主要工作
2 飞秒激光等离子体产生太赫兹模拟
2.1 飞秒激光等离子体产生太赫兹发展概况
2.2 双色飞秒等离子体太赫兹的物理模型
2.2.1 四波混频理论模型
2.2.2 光电流模型
2.3 飞秒等离子太赫兹辐射理论模拟
2.4 本章小结
3 飞秒等离子体太赫兹辐射系统构建
3.1 实验系统设计及光路搭建
3.1.1 光路设计
3.1.2 光学元器件作用分析
3.1.3 核心器件选型与器件设计制造
3.1.4 光路搭建
3.2 系统软件设计
3.2.1 软件界面与功能设计
3.2.2 软件程序设计
3.3 系统调试与信号优化
3.3.1 系统调试
3.3.2 信号优化
3.4 本章小结
4 太赫兹辐射增强实验及应用研究
4.1 太赫兹辐射增强实验步骤
4.2 气体混合环境对太赫兹辐射的影响
4.3 应用研究实验与结果分析
4.3.1 HMX太赫兹吸收谱研究
4.3.2 ANPZ太赫兹吸收谱研究
4.3.3 RDX与 NTO吸收谱研究
4.4 结果对比和分析
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 主要研究结论
5.2 进一步研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]双色飞秒激光电离气体产生太赫兹辐射研究进展[J]. 张栋文,王小伟. 国防科技. 2019(01)
[2]使用太赫兹快速探测器测量硅少数载流子寿命[J]. 张钊,陈勰宇,田震. 红外与激光工程. 2019(09)
[3]基于飞秒激光的太赫兹辐射增强技术研究[J]. 赵骥,赵晓凡. 火控雷达技术. 2018(02)
[4]引信传爆药导爆药的化学自失效方法研究[J]. 张新貌,张勇,安晓红. 化工管理. 2013(22)
[5]室温下中药附子的太赫兹波谱分析[J]. 李小霞,邓琥,廖和涛,尚丽平,何俊. 激光与红外. 2013(11)
[6]基于光场离化电流机制产生强太赫兹辐射的参数优化研究[J]. 张铠云,杜海伟,陈民,盛政明. 物理学报. 2012(16)
[7]太赫兹自由电子激光器研究进展[J]. 蔡根旺,张腊梅,樊志琴. 科技信息. 2009(29)
[8]基于光学方法的太赫兹辐射源[J]. 孙博,姚建铨. 中国激光. 2006(10)
博士论文
[1]光学太赫兹辐射技术与微纳结构器件[D]. 李少鹏.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2016
[2]飞秒激光驱动太赫兹辐射的产生和控制研究[D]. 李敏.华东师范大学 2014
[3]激光等离子体产生太赫兹波辐射研究[D]. 杜海伟.上海交通大学 2012
[4]飞秒激光激励气体产生太赫兹波的理论研究[D]. 戴厚梅.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]太赫兹波时域光谱技术研究[D]. 陈泽优.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2018
[2]基于激光等离子体的太赫兹辐射源研究[D]. 唐福.重庆大学 2018
[3]太赫兹空气电离相干检测系统构建与应用研究[D]. 杜欢.西南科技大学 2017
[4]气体等离子体中太赫兹波辐射特性的理论研究[D]. 邓天明.华中科技大学 2015
本文编号：3717905
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【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
1 绪论
1.1 太赫兹简介
1.2 太赫兹产生和探测
1.2.1 太赫兹的产生
1.2.2 太赫兹的探测
1.3 太赫兹的性质和应用
1.4 飞秒激光等离子体太赫兹辐射功率增强的研究现状
1.5 本论文的主要工作
2 飞秒激光等离子体产生太赫兹模拟
2.1 飞秒激光等离子体产生太赫兹发展概况
2.2 双色飞秒等离子体太赫兹的物理模型
2.2.1 四波混频理论模型
2.2.2 光电流模型
2.3 飞秒等离子太赫兹辐射理论模拟
2.4 本章小结
3 飞秒等离子体太赫兹辐射系统构建
3.1 实验系统设计及光路搭建
3.1.1 光路设计
3.1.2 光学元器件作用分析
3.1.3 核心器件选型与器件设计制造
3.1.4 光路搭建
3.2 系统软件设计
3.2.1 软件界面与功能设计
3.2.2 软件程序设计
3.3 系统调试与信号优化
3.3.1 系统调试
3.3.2 信号优化
3.4 本章小结
4 太赫兹辐射增强实验及应用研究
4.1 太赫兹辐射增强实验步骤
4.2 气体混合环境对太赫兹辐射的影响
4.3 应用研究实验与结果分析
4.3.1 HMX太赫兹吸收谱研究
4.3.2 ANPZ太赫兹吸收谱研究
4.3.3 RDX与 NTO吸收谱研究
4.4 结果对比和分析
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 主要研究结论
5.2 进一步研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]双色飞秒激光电离气体产生太赫兹辐射研究进展[J]. 张栋文,王小伟. 国防科技. 2019(01)
[2]使用太赫兹快速探测器测量硅少数载流子寿命[J]. 张钊,陈勰宇,田震. 红外与激光工程. 2019(09)
[3]基于飞秒激光的太赫兹辐射增强技术研究[J]. 赵骥,赵晓凡. 火控雷达技术. 2018(02)
[4]引信传爆药导爆药的化学自失效方法研究[J]. 张新貌,张勇,安晓红. 化工管理. 2013(22)
[5]室温下中药附子的太赫兹波谱分析[J]. 李小霞,邓琥,廖和涛,尚丽平,何俊. 激光与红外. 2013(11)
[6]基于光场离化电流机制产生强太赫兹辐射的参数优化研究[J]. 张铠云,杜海伟,陈民,盛政明. 物理学报. 2012(16)
[7]太赫兹自由电子激光器研究进展[J]. 蔡根旺,张腊梅,樊志琴. 科技信息. 2009(29)
[8]基于光学方法的太赫兹辐射源[J]. 孙博,姚建铨. 中国激光. 2006(10)
博士论文
[1]光学太赫兹辐射技术与微纳结构器件[D]. 李少鹏.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2016
[2]飞秒激光驱动太赫兹辐射的产生和控制研究[D]. 李敏.华东师范大学 2014
[3]激光等离子体产生太赫兹波辐射研究[D]. 杜海伟.上海交通大学 2012
[4]飞秒激光激励气体产生太赫兹波的理论研究[D]. 戴厚梅.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]太赫兹波时域光谱技术研究[D]. 陈泽优.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2018
[2]基于激光等离子体的太赫兹辐射源研究[D]. 唐福.重庆大学 2018
[3]太赫兹空气电离相干检测系统构建与应用研究[D]. 杜欢.西南科技大学 2017
[4]气体等离子体中太赫兹波辐射特性的理论研究[D]. 邓天明.华中科技大学 2015
本文编号：3717905
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