基于飞秒激光的超快太赫兹光谱技术研究
发布时间：2021-10-08 19:48
超快光谱学在科研领域的各个方面都具有很广阔的应用前景,是因为它能提供超高的时间分辨率,能够观测材料内的微观过程,使我们对半导体等材料内部的电子散射、电子迁移运动等动态过程有一个清晰的认识。目前,我们对半导体等材料受光激发时的载流子动力学微观过程研究还不够深入,往往是用一些简单工具去研究材料的电光特性。通过超快太赫兹光谱技术可以研究半导体等材料的非平衡载流子寿命、载流子弛豫过程的影响因素和光生电导率等。这些研究不仅能够对这些材料受光激发时的光电特性有更深的了解,而且还对基于这些材料的新型器件研发提供实验依据。本文主要研究内容如下:1、对光泵浦太赫兹探测光谱技术进行了系统性的研究,包括:太赫兹波的产生与探测、光泵浦探测的原理、载流子动力学理论、基于光泵浦太赫兹探测光谱的数据处理方法以及实验研究等。2、硅（Si）、砷化镓（GaAs）、低温生长砷化镓（LT-GaAs）在很多领域都有广泛的应用,但是对这些材料在光激发下的载流子迁移率、载流子浓度等变化情况还不是特别明确。通过Drude-Smith模型拟合了这些典型半导体材料的光生电导率,研究了影响半导体材料的光生电导率的因素。3、利用指数模型公式...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拍摄跑动中马的照片
电子科技大学硕士学位论文4图1-2四频混波技术示意图1990年代以来发展了一种测量材料非线性折射率的新方法——Z扫描技术，如图1-3所示[29]。它的光路简单（采用单光束），测量的灵敏度高。更引人注目的是这种测量技术的功能很强，它可以同时测量非线性折射率和非线性吸收系数，即χ(3)的实部和虚部。图1-3基于飞秒激光的Z扫描技术泵浦-探测超快光谱是研究超快物理过程最常用的手段，相比于其他超快光谱技术，泵浦-探测技术具有更大的改造空间和适用范围。泵浦-探测技术正如它的命名，利用相干检测的原理，需要将超短脉冲激光分成两束光，一束用于激发材料，作为泵浦光（较强），一束用于探测信号，作为探测光（较弱），探测信号可以转化成电流信号、电压信号等形式输出。通过步进电机控制两束超短脉冲激光的光学延迟，控制步进的大小，可以控制探测过程的时间分辨率（飞秒、皮秒等），图1-4为典型的光泵浦探测装置示意图[30]。
电子科技大学硕士学位论文4图1-2四频混波技术示意图1990年代以来发展了一种测量材料非线性折射率的新方法——Z扫描技术，如图1-3所示[29]。它的光路简单（采用单光束），测量的灵敏度高。更引人注目的是这种测量技术的功能很强，它可以同时测量非线性折射率和非线性吸收系数，即χ(3)的实部和虚部。图1-3基于飞秒激光的Z扫描技术泵浦-探测超快光谱是研究超快物理过程最常用的手段，相比于其他超快光谱技术，泵浦-探测技术具有更大的改造空间和适用范围。泵浦-探测技术正如它的命名，利用相干检测的原理，需要将超短脉冲激光分成两束光，一束用于激发材料，作为泵浦光（较强），一束用于探测信号，作为探测光（较弱），探测信号可以转化成电流信号、电压信号等形式输出。通过步进电机控制两束超短脉冲激光的光学延迟，控制步进的大小，可以控制探测过程的时间分辨率（飞秒、皮秒等），图1-4为典型的光泵浦探测装置示意图[30]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]单晶硅表面载流子动力学的超快抽运探测[J]. 刘国栋,王贵兵,付博,江继军,王伟平,罗福. 中国激光. 2008(09)
[2]飞秒激光微加工:激光精密加工领域的新前沿[J]. 何飞,程亚. 中国激光. 2007(05)
[3]GaAs载流子的超快动力学特性[J]. 袁冬青,周明,戴起勋,刘立鹏. 激光与光电子学进展. 2006(01)
[4]飞秒物理、飞秒化学和飞秒生物学[J]. 马国宏,郭立俊,钱士雄. 物理. 2001(06)
[5]钛蓝宝石飞秒超快光谱技术及其应用进展[J]. 杨宏,张铁桥,王树峰,龚旗煌. 物理学报. 2000(07)
[6]19飞秒激光脉冲的产生与测量[J]. 陈国夫,A·芬琪,W·西拜特,W·斯利特. 高速摄影与光子学. 1988(01)
[7]飞秒激光在眼科手术中的应用[J]. 李奇观,金敏. 国际眼科纵览. 2010 (06)
博士论文
[1]铁基超导体正常态的超快光谱学研究[D]. 刘盛华.南京大学 2018
硕士论文
[1]太赫兹时域光谱系统的性能研究[D]. 孙红起.首都师范大学 2007
[2]飞秒泵浦探测实验研究ZnSe中载流子超快动力学过程[D]. 唐若琪.吉林大学 2004
[3]从THz时间波形中提取材料参数的方法和分析[D]. 徐新龙.首都师范大学 2003
本文编号：3424845
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拍摄跑动中马的照片
电子科技大学硕士学位论文4图1-2四频混波技术示意图1990年代以来发展了一种测量材料非线性折射率的新方法——Z扫描技术，如图1-3所示[29]。它的光路简单（采用单光束），测量的灵敏度高。更引人注目的是这种测量技术的功能很强，它可以同时测量非线性折射率和非线性吸收系数，即χ(3)的实部和虚部。图1-3基于飞秒激光的Z扫描技术泵浦-探测超快光谱是研究超快物理过程最常用的手段，相比于其他超快光谱技术，泵浦-探测技术具有更大的改造空间和适用范围。泵浦-探测技术正如它的命名，利用相干检测的原理，需要将超短脉冲激光分成两束光，一束用于激发材料，作为泵浦光（较强），一束用于探测信号，作为探测光（较弱），探测信号可以转化成电流信号、电压信号等形式输出。通过步进电机控制两束超短脉冲激光的光学延迟，控制步进的大小，可以控制探测过程的时间分辨率（飞秒、皮秒等），图1-4为典型的光泵浦探测装置示意图[30]。
电子科技大学硕士学位论文4图1-2四频混波技术示意图1990年代以来发展了一种测量材料非线性折射率的新方法——Z扫描技术，如图1-3所示[29]。它的光路简单（采用单光束），测量的灵敏度高。更引人注目的是这种测量技术的功能很强，它可以同时测量非线性折射率和非线性吸收系数，即χ(3)的实部和虚部。图1-3基于飞秒激光的Z扫描技术泵浦-探测超快光谱是研究超快物理过程最常用的手段，相比于其他超快光谱技术，泵浦-探测技术具有更大的改造空间和适用范围。泵浦-探测技术正如它的命名，利用相干检测的原理，需要将超短脉冲激光分成两束光，一束用于激发材料，作为泵浦光（较强），一束用于探测信号，作为探测光（较弱），探测信号可以转化成电流信号、电压信号等形式输出。通过步进电机控制两束超短脉冲激光的光学延迟，控制步进的大小，可以控制探测过程的时间分辨率（飞秒、皮秒等），图1-4为典型的光泵浦探测装置示意图[30]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]单晶硅表面载流子动力学的超快抽运探测[J]. 刘国栋,王贵兵,付博,江继军,王伟平,罗福. 中国激光. 2008(09)
[2]飞秒激光微加工:激光精密加工领域的新前沿[J]. 何飞,程亚. 中国激光. 2007(05)
[3]GaAs载流子的超快动力学特性[J]. 袁冬青,周明,戴起勋,刘立鹏. 激光与光电子学进展. 2006(01)
[4]飞秒物理、飞秒化学和飞秒生物学[J]. 马国宏,郭立俊,钱士雄. 物理. 2001(06)
[5]钛蓝宝石飞秒超快光谱技术及其应用进展[J]. 杨宏,张铁桥,王树峰,龚旗煌. 物理学报. 2000(07)
[6]19飞秒激光脉冲的产生与测量[J]. 陈国夫,A·芬琪,W·西拜特,W·斯利特. 高速摄影与光子学. 1988(01)
[7]飞秒激光在眼科手术中的应用[J]. 李奇观,金敏. 国际眼科纵览. 2010 (06)
博士论文
[1]铁基超导体正常态的超快光谱学研究[D]. 刘盛华.南京大学 2018
硕士论文
[1]太赫兹时域光谱系统的性能研究[D]. 孙红起.首都师范大学 2007
[2]飞秒泵浦探测实验研究ZnSe中载流子超快动力学过程[D]. 唐若琪.吉林大学 2004
[3]从THz时间波形中提取材料参数的方法和分析[D]. 徐新龙.首都师范大学 2003
本文编号：3424845
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