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超快激光成丝产生太赫兹波的研究 被引量:10
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作者 杨晶 赵佳宇 +1 位作者 郭兰军 刘伟伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期996-1007,共12页
研究了超快激光脉冲成丝辐射太赫兹(Terahertz,THz)波。考虑到THz波在安全检查和国防建设等方面具有十分重要的意义,文中总结了超快激光成丝产生太赫兹波的物理机制和控制技术,并对各种相关理论和技术进行了分析。文章从理论模型、偏振... 研究了超快激光脉冲成丝辐射太赫兹(Terahertz,THz)波。考虑到THz波在安全检查和国防建设等方面具有十分重要的意义,文中总结了超快激光成丝产生太赫兹波的物理机制和控制技术,并对各种相关理论和技术进行了分析。文章从理论模型、偏振特性和远场角分布情况等方面来介绍物理机制,并探讨为满足应用需求的控制技术,主要包括强度、偏振和波形控制。研究表明,超快激光成丝辐射太赫兹波的产生方式、理论模型和控制形式均有多种,其中理论模型主要包括四波混频模型和光电流模型,强度控制技术主要包括双色场泵浦和在光丝通道两侧施加偏压。 展开更多
关键词 超快激光 激光成丝 太赫兹波 物理机制 控制技术
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强场太赫兹光源及其物质调控研究(特邀) 被引量:6
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作者 田野 郭丝霖 +3 位作者 曾雨珊 宋立伟 冷雨欣 李儒新 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3-25,共23页
介绍了基于超快激光的强场太赫兹波产生技术、探测技术及其在物质调控研究中的应用.强场太赫兹波的产生机制主要包括:晶体非线性效应、激光等离子体相互作用、太赫兹自由电子激光等.太赫兹波的探测技术包括:电光采样探测、空气偏压相干... 介绍了基于超快激光的强场太赫兹波产生技术、探测技术及其在物质调控研究中的应用.强场太赫兹波的产生机制主要包括:晶体非线性效应、激光等离子体相互作用、太赫兹自由电子激光等.太赫兹波的探测技术包括:电光采样探测、空气偏压相干探测和单发探测等.最后介绍了强场太赫兹光源在物质调控研究中的应用,特别指出将强场太赫兹光源与第四代X射线光源相结合,在物性表征和调控方面具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 超快激光 强场太赫兹波 太赫兹波的产生和探测 物质调控
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大孔径光导天线技术产生太赫兹波的研究 被引量:6
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作者 常青 杨冬晓 +1 位作者 王亮 王英 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期574-577,共4页
传统的D rude-Lorentz方法只是适用于小孔径光导天线,对于大孔径光导天线,该算式的精确度已经远远不能达到要求。为了深入研究大孔径光导天线技术,在D rude-Lorentz理论的基础上,对光生载流子浓度的计算方法进行了改进,修正了其两个假... 传统的D rude-Lorentz方法只是适用于小孔径光导天线,对于大孔径光导天线,该算式的精确度已经远远不能达到要求。为了深入研究大孔径光导天线技术,在D rude-Lorentz理论的基础上,对光生载流子浓度的计算方法进行了改进,修正了其两个假设条件带来的误差,使之适合大孔径光导天线模拟计算。结果表明,改进的计算模型完全可以对大孔径光导天线进行模拟,并在此基础上分析计算了不同条件下大孔径光导天线的太赫兹辐射场及其频谱的变化,证明了这种新的计算模型可以满足大孔径光导天线太赫兹源的模拟计算的要求。 展开更多
关键词 超快光学 太赫兹波 Drude-Lorentz理论 大孔径光导天线
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Terahertz electromagnetic waves emitted from semiconductor investigated using terahertz time domain spectroscopy 被引量:2
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作者 朱亦鸣 庄松林 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第11期33-39,共7页
Ultrafast electromagnetic waves radiated from semiconductor material under high electric fields and photoexcited by femtosecond laser pulses have been recorded by using terahertz time domain spectroscopy (THz-TDS).T... Ultrafast electromagnetic waves radiated from semiconductor material under high electric fields and photoexcited by femtosecond laser pulses have been recorded by using terahertz time domain spectroscopy (THz-TDS).The waveforms of these electromagnetic waves reflect the dynamics of the photoexcited carriers in the semiconductor material,thus,THz-TDS provides a unique opportunity to observe directly the temporal and spatial evolutions of non-equilibrium transport of carriers within sub-picosecond time scale.We report on the observed THz emission waveforms emitted from GaAs by using a novel technology,the time domain THz electro-optic (EO) sampling,which has a bipolar feature,i.e.,an initial positive peak and a subsequent negative dip that arises from its velocity overshoot.The initial positive peak has been interpreted as electron acceleration in the bottom of Γ valley in GaAs,where electrons have a light effective mass.The subsequent negative dip has been attributed to intervalley transfer from Γ to X and L valleys.Furthermore,the power dissipation spectra of the bulk GaAs in THz range are also investigated by using the Fourier transformation of the time domain THz traces.From the power dissipation spectra,the cutoff frequency for negative power dissipation (i.e.,gain) under step electric field in the bulk GaAs can also be obtained.The cutoff frequency for the gain gradually increases with increasing electric fields up to 50 kV/cm and achieves saturation at approximately 1 THz at 300 K.Furthermore,based on the temperature dependence of the cutoff frequency,we find that this cutoff frequency is governed by the energy relaxation process of electrons from L to Γ valley via successive optical phonon emission. 展开更多
关键词 Cutoff frequency Electric fields Electric losses Electromagnetic waves Electromagnetism Fourier analysis Fourier transforms Gallium arsenide LANDFORMS Magnetic materials Semiconducting gallium terahertz waves ultrafast lasers Ultrashort pulses
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Broadband terahertz spectroscopy
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作者 范文慧 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第11期40-45,共6页
An overview of the major techniques to generate and detect THz radiation so far,especially the major approaches to generate and detect coherent ultra-short THz pulses using ultra-short pulsed laser,has been presented.... An overview of the major techniques to generate and detect THz radiation so far,especially the major approaches to generate and detect coherent ultra-short THz pulses using ultra-short pulsed laser,has been presented.And also,this paper,in particularly,focuses on broadband THz spectroscopy and addresses on a number of issues relevant to generation and detection of broadband pulsed THz radiation as well as broadband time-domain THz spectroscopy (THz-TDS) with the help of ultra-short pulsed laser.The time-domain waveforms of coherent ultra-short THz pulses from photoconductive antenna excited by femtosecond laser with different pulse durations and their corresponding Fourier-transformed spectra have been obtained via the numerical simulation of ultrafast dynamics between femtosecond laser pulse and photoconductive material.The origins of fringes modulated on the top of broadband amplitude spectrum,which is measured by electric-optic detector based on thin nonlinear crystal and extracted by fast Fourier transformation,have been analyzed and the major solutions to get rid of these fringes are discussed. 展开更多
关键词 EXCITONS Fourier analysis Fourier transforms Microwave antennas PHOTOCONDUCTIVITY Pulsed lasers terahertz waves Time domain analysis ultrafast lasers Ultrashort pulses
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超快强激光泵浦强太赫兹源及其驱动的材料非平衡态研究进展
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作者 王康 方依霏 +5 位作者 程曦 张泽宇 宋立伟 杜鹃 田野 冷雨欣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第17期51-67,F0002,共18页
太赫兹源是太赫兹科学技术发展和相关应用研究的基础。超快激光为太赫兹的产生和探测提供了稳定、可靠的激发光源。超快激光泵浦各种激发介质可以产生太赫兹波,激发介质主要有4类:1)固体介质,如光电导天线、晶体等;2)气体介质,如空气;3... 太赫兹源是太赫兹科学技术发展和相关应用研究的基础。超快激光为太赫兹的产生和探测提供了稳定、可靠的激发光源。超快激光泵浦各种激发介质可以产生太赫兹波,激发介质主要有4类:1)固体介质,如光电导天线、晶体等;2)气体介质,如空气;3)液体介质,如液态水、液态镓、液氮等;4)等离子体介质,如钛薄膜、金属铜箔。太赫兹场强的进一步提高催生了人们对强场太赫兹与物质的相互作用以及太赫兹非线性光谱学的研究,太赫兹不仅能作为探测物性的手段,其发射光谱亦可以实现对材料中非平衡态载流子与晶格、自旋等有序度的强耦合。本文综述了超快激光激发数种不同类型介质产生太赫兹源的国内外研究发展历程,包括其工作原理以及目前存在的问题,总结了目前强场太赫兹波在物态调控方面的应用,以及太赫兹时间分辨光谱在新型物态探测方面的应用,最后展望了太赫兹源未来的发展趋势和应用前景。 展开更多
关键词 激光技术 超快激光 强场太赫兹波 物态调控
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GaP波导型发射器产生频率可调谐太赫兹脉冲 被引量:2
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作者 刘丰 李毅 +7 位作者 石俊凯 胡晓堃 李江 栗岩锋 邢岐荣 胡明列 柴路 王清月 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期201-206,共6页
报道了利用脉宽可调的光子晶体光纤飞秒激光放大器抽运矩形波导结构的GaP晶体太赫兹(THz)发射器产生频率可调谐的超快THz脉冲,非线性晶体中光整流过程产生的THz辐射频率随抽运光脉冲宽度而变化.GaP波导THz发射器可通过波导的儿何尺寸来... 报道了利用脉宽可调的光子晶体光纤飞秒激光放大器抽运矩形波导结构的GaP晶体太赫兹(THz)发射器产生频率可调谐的超快THz脉冲,非线性晶体中光整流过程产生的THz辐射频率随抽运光脉冲宽度而变化.GaP波导THz发射器可通过波导的儿何尺寸来控制色散,以达到增加有效作用长度和提高输出功率的目的.不同横截而尺寸的波导型发射器的THz辐射峰值频率随相位匹配条件的改变而改变,加以脉宽调节技术,可以在大频谱范围获得频谱精细可调的THz脉冲.实验中在1 mm×0.7 mm的波导型THz发射器中获得了频率可调谐的THz脉冲.提出实现THz辐射频率大范围调谐的GaP波导型阵列发射器的实施方案. 展开更多
关键词 超快太赫兹波 频率调谐 GaP波导 光子晶体光纤飞秒激光
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刻划微棱锥抗反射层的GaP太赫兹波发射器
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作者 刘丰 胡晓堃 +4 位作者 栗岩锋 邢岐荣 胡明列 柴路 王清月 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期68-72,共5页
报道了利用出射面加工有微棱锥结构抗反射层的GaP晶体THz发射器产生超快THz脉冲.基于微结构界面等效折射率渐变原理,设计并利用超精密微加工技术在GaP块状THz发射器出射面加工了亚波长微棱锥结构层,用以提高所产生的THz波的耦合输出.实... 报道了利用出射面加工有微棱锥结构抗反射层的GaP晶体THz发射器产生超快THz脉冲.基于微结构界面等效折射率渐变原理,设计并利用超精密微加工技术在GaP块状THz发射器出射面加工了亚波长微棱锥结构层,用以提高所产生的THz波的耦合输出.实验验证了该微结构层能提高所产生的THz波的耦合输出效率,并能够有效散射剩余抽运光,提高系统运转的稳定性. 展开更多
关键词 超快THz波 微纳加工 微棱锥 抗反射层
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调控抽运脉冲的时、空啁啾改善太赫兹波输出效率 被引量:2
9
作者 柴婷婷 柴路 +4 位作者 朱伟岸 徐帅帅 栗岩锋 胡明列 王清月 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期454-460,共7页
从理论和实验两方面研究了调控抽运脉冲的时、空啁啾特性对于波面倾斜法产生太赫兹波输出效率的影响。实验和数值模拟证明:对于附加时间啁啾情况,当附加正时间啁啾时,太赫兹波输出效率与附加啁啾量呈非线性关系,并具有最佳值;当附加负... 从理论和实验两方面研究了调控抽运脉冲的时、空啁啾特性对于波面倾斜法产生太赫兹波输出效率的影响。实验和数值模拟证明:对于附加时间啁啾情况,当附加正时间啁啾时,太赫兹波输出效率与附加啁啾量呈非线性关系,并具有最佳值;当附加负时间啁啾时,太赫兹输出效率与附加啁啾量呈线性反比关系。对于附加空间啁啾情况,不论附加空间啁啾的大小和符号如何,都会降低太赫兹波的输出效率,并且随着空间啁啾量的增加而快速下降。这些结果对基于波面倾斜法产生超快太赫兹波系统的优化和调控具有指导意义。 展开更多
关键词 物理光学 超快太赫兹波 转换效率 时间啁啾 空间啁啾 光学整流
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太赫兹辐射的时域光谱单发探测 被引量:3
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作者 肖一 白亚 刘鹏 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期98-109,共12页
随着大功率激光技术的发展,由其驱动产生的太赫兹辐射受到了广泛关注。然而,大功率激光装置的重复频率低,测量其产生的太赫兹辐射的难度较大。采用时域光谱单发探测技术可以克服这一探测难点,通过单次测量就能得到太赫兹辐射的电场波形... 随着大功率激光技术的发展,由其驱动产生的太赫兹辐射受到了广泛关注。然而,大功率激光装置的重复频率低,测量其产生的太赫兹辐射的难度较大。采用时域光谱单发探测技术可以克服这一探测难点,通过单次测量就能得到太赫兹辐射的电场波形信息。回顾了太赫兹辐射时域光谱单发探测的相关研究工作进展。根据频率-时间编码和空间-时间编码两种不同的原理,详细介绍了啁啾脉冲光谱编码探测和空间-时间编码探测等测量技术,并对各个测量技术的特点和参数进行了对比,最后对太赫兹辐射的单发探测作了总结和展望。 展开更多
关键词 太赫兹技术 太赫兹辐射 太赫兹波探测 超快激光技术 光谱编码 空间编码
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