不同组分Zn_(1-x)Cd_xTe<110>单晶产生THz辐射的研究

本文介绍了不同组分的Zn1-xCdxTe〈110〉单晶产生THz辐射的特性.通过实验我们得到了不同组分的Zn1-xCdxTe〈110〉单晶产生THz辐射的效率与晶体中Cd所占组分的关系.发现当Cd的组分x=0.05时,晶体产生THz辐射的效率最好.通过研究晶体对THz辐射的吸收和实验中晶体的相位匹配条件,我们发现晶体的相位匹配是影响THz辐射产生效率的主要因素.

THz辐射在DNA光谱研究中的应用

太赫兹(THz)辐射是一种新型的远红外相干辐射源,近年来在不同的研究领域中得到了广泛的应用,许多研究表明THz脉冲光谱学在生物和医学方面具有潜在的应用前景。文章简要介绍了THz辐射产生和探测的基本原理和方法;阐述了THz辐射在生物学和DNA分子光谱学研究的物理基础;讨论应用THz辐射研究DNA取得的成果及最新进展,展望应用THz辐射研究DNA分子的前景。

偏振方向对ZnTe电光THz辐射探测的影响

在实验上研究了探测光的偏振方向对ZnTe晶体THz探测的影响 .在一周 36 0°范围内 ,测量出现两次零值 ,角度间隔为 180° ,在两个零值之间的 90°处出现不为零的小值 ,4 5°处不为最大值 .将ZnTe晶体在THz辐射电脉冲作用下产生的电光效应等效于瞬间任意波片 ,用琼斯矩阵法模拟实验过程 ,结果表明除在 90 0 处出现零值外其余模拟结果与实验结果相符 .用THz光子与横光学声子相互作用模型对此进行了定性解释 .

啁啾脉冲光谱仪法探测THz辐射的时间分辨率极限

介绍了啁啾脉冲光谱仪法探测THz(1012Hz)辐射的基本原理,该方法克服了时间延迟扫描方法测量速度的缺陷,可以实现实时测量。被THz电场调制的啁啾探测光脉冲通过光谱仪后,待测THz电场时域波形被光谱仪在空域上展开,因此一次测量即可得到一个THz电场的时域波形。但是光谱仪的引入实际上相当于进行了一次傅里叶变换,使得最终得到的测量结果不是THz电场本身,而是与另外一个函数的卷积,因此从理论上证明了啁啾脉冲光谱仪法探测THz辐射存在时间分辨率极限。将理论结果与已有的实验结果进行对比,得到了很好的一致性。

窄禁带半导体n-InAs THz辐射机理的Monte Carlo研究

本文采用系综Monte Carlo方法模拟了窄禁带n-InAs和宽禁带n-GaAs的THz时域波形,从理论上证实了n-InAs的THz辐射机制是光丹培场的作用.通过定量给出表面电场和光丹培场在半导体中的空间分布,我们发现导致n-InAs的THz辐射效率比n-GaAs高的一个重要原因是:在被大多数光生载流子占居的非耗尽层区域,n-InAs的电场比n-GaAs的大得多.而以前的研究工作都没有认识到这一点.

大孔径光电导天线产生高功率窄带宽THz辐射特性分析

从大孔径光电导天线产生THz辐射的饱和理论出发,考虑了载流子的瞬变迁移率.分析了脉冲序列激发大孔径光电导天线产生高功率窄带宽THz辐射的特性.对比了单个光脉冲和序列光脉冲激发SI-GaAs和LT-GaAs光电导天线的饱和特性.分析表明,采用序列光脉冲激发载流子寿命小于光脉冲间隔的光电导天线时,可以克服大孔径光电导天线的饱和特性,产生高峰值功率的窄带THz辐射.

半导体THz辐射的Monte Carlo模拟

本文介绍了作者开发的基于面向对象语言C ++和统一建模语言UML的半导体输运及THz辐射的蒙特卡罗模拟软件 ,并用该软件模拟了在强超短脉冲激光 (光生载流子密度 10 19cm-3 )及强电场 (10 0kV/cm)作用下GaAs的THz时域波形和相应的半导体表面局域场 .通过分析THz时域波形 ,我们发现强外加电场下的载流子速度过冲、载流子屏蔽 (或器件反应过冲 )是形成THz时域波形双极结构的原因 .功率谱的分析表明增加外加电场有益于提高THz的低频成份的辐射 ,但对高频部分 (>6THz)影响不大 .

光激发非平衡载流子的瞬态输运及强THz辐射研究

对强偏置电场作用下砷化镓光电导偶极天线的太赫兹辐射特性进行实验和理论研究,对比分析开关天线体内非平衡载流子的瞬态输运特性。结果发现:强电场下热电子平均漂移速度的变化与弱场情况具有显著的不同,初始阶段小角度光学波极化势散射表现出极大的优势,载流子以近弹道运动的方式被加速,瞬变漂移速度上升陡峭并导致速度过冲是产生强THz辐射的主要原因。

THz辐射在气体检测中的应用初探

鉴于大气污染问题的日趋严重,人们在寻找不同的技术方法,用于大气化学研究和污染气体检测,从而对空气质量进行监督和对已污染大气进行整治。本文概述了光谱技术在气体检测中的应用,重点介绍了THz辐射在气体检测中的研究进展。

基于Smith-Purcell效应的0.257THz辐射源研究

带电粒子束沿光栅表面高速通过时将产生Smith-purcell效应,当电子束与表面光栅的表面波模式同步的情况下表面波将会对电子束进行调制。通过调整表面光栅的参数将使表面波频率落入到THz波段。采用粒子模拟(PIC)对基于Smith-purcell效应的THz波段辐射源进行了研究,适当的选择参数进行优化后,得到了工作在0.257THz调制深度>10%输出功率为10W的辐射源。

二次谐波测定电场矢量及THz辐射场

利用非线性光学效应的二次谐波测定电场矢量以及THz电磁辐射场的新技术的方法,其有效性强,应用前景广阔.

THz辐射大气传输研究和展望

THz辐射在大气中的传输特性是THz波空间通信、大气科学及遥感检测等空间应用的基础,掌握不同温度、高度、湿度和压力等条件下THz频段大气透过率窗口的位置和宽度对于促进该频段的应用具有重要意义。本文分析了THz辐射大气传输的研究概况,包括大气传输的基本原理,辐射传输方程的推导以及对各类THz辐射大气传输模型的比较,并指出尚待解决的问题,最后对THz辐射大气传输研究给出若干建议和展望。

THz辐射的研究和应用新进展

THz频段是一个非常具有科学价值但尚未开发的电磁辐射区域,它的研究涉及物理学、光电子学及材料科学等,它在成像、医学诊断、环境科学、信息通信及基础物理研究领域有着广阔的应用前景和应用价值。当今,获得THz波的方法及THz波的探测研究是THz研究领域的前沿,更是重点。本文综述了THz波的特点、应用领域及发展状况,阐述了THz波的产生方法其探测方法。

利用各向同性半导体晶体差频产生可调谐THz辐射的理论研究

理论研究了利用剩余射线带色散补偿相位匹配原理,在Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅳ族光学各向同性的半导体非线性晶体中差频产生可调谐THz波的可行性问题.根据这些半导体材料的色散特性,并以近简并点双共振KTP-OPO的可调谐相干双波长输出作为差频抽运源,对它们的相位匹配能力、差频增益特性、品质因数以及差频过程中的相干长度进行了理论分析和计算,确定了ZnTe晶体是在共线相位匹配情况下较为理想的THz波差频晶体,而InP晶体则更适合用于非共线相位匹配情况.

啁啾脉冲互相关法探测THz辐射

通过理论分析指出啁啾脉冲光谱仪探测法探测THz辐射存在时间分辨率极限 ,实验也得到了与理论分析相一致的结果 .提出使用啁啾脉冲互相关法探测THz辐射 ,给予了一定的理论分析 ,实验结果证明此方法探测THz辐射的时间分辨率与传统的时间扫描延迟方法的时间分辨率相当 .

反应离子刻蚀ZnTe的THz辐射和探测研究

运用电光采样技术揭示了反应离子刻蚀(RIE)ZnTe晶体表面THz辐射的光学整流产生机制,观察到0·25ps的THz场分布.通过比较刻蚀前后以及不同刻蚀条件下ZnTe样品在不同激发功率下的THz辐射强度,发现由于反应离子刻蚀破坏了ZnTe样品表面的有序性,晶体的电光系数随射频功率的增加而减小.借助于计算不同刻蚀条件下ZnTe晶体的频率响应函数,分析了随射频功率增加ZnTe晶体响应频谱展宽的现象.

THz辐射电光探测原理分析新方法

采用线性电光效应耦合波理论,得到一种全新简便的基于线性电光效应的THz辐射电光探测原理的分析方法.这种方法不仅适用于一切各向同性晶体,也适用于探测光沿光轴传播的单轴晶体.它可以方便地描述在探测光偏振状态和THz辐射电场方向都任意的情况下探测器的行为,并可以得到探测器的优化设计方案.同时此方法不需要复杂的坐标变换,计算方便简洁,而且得到一些在其他理论中没有得到的结论,有望给电光探测器设计者提供有益的参考.

THz辐射产生和探测的基本原理和方法

THz技术是于上世纪90年代所发展起来的一门科学,其主要是太赫兹辐射的简称,THz技术主要是指频率范围于0.1THz—10THz之间的一种电磁辐射,此波段位于微波与红外光之间,早期,由于缺乏行之有效的探测方式与探测技术,致使人们对THz技术的认识与研究均非常有限。然而,近些年来,迅速发展的激光技术为THz脉冲的产生奠定了基础,更为其提供了稳定与可靠的激发光源,从而使THz辐射得到了迅速发展与广泛应用。

有限厚大孔径光电导天线产生的太赫兹辐射远场时域特性分析

采用电流起伏模型,分析了有限厚大孔径光电导天线产生太赫兹脉冲的远场时域特性.模型在包含有限载流子寿命、瞬变载流子迁移率等影响因素的基础上,考虑了激发光脉冲在光电导材料中的时间延迟和吸收衰减,使模型更加趋近于反映真实的物理过程.根据模型分析了光通量、有限载流子寿命和瞬变载流子迁移率,以及光电导材料厚度变化对THz远场时域波形的影响,并对比分析了考虑光电导材料厚度与不考虑厚度时太赫兹脉冲的时域波形.