Compton散射对太赫兹波介质微腔光学特性影响

应用Compton散射模型、1维等离子体光子晶体模型和数值计算方法,研究太赫兹波段介质微腔光学特性,给出了系统反射率、反射相移和相位穿透深度修正方程和实验验证.结果表明:与散射前相比,分布式布拉格反射镜系统中心波长左移15μm,这是因散射使等离子体层中电子与光子碰撞频率增大效应导致系统振荡频率增大的缘故;反射相移在截止区与波长呈准线性关系,中心波长处相对π有一定偏离,这是因散射使等离子体层中电子辐射阻尼增强效应导致系统振荡频率减小的缘故;禁带区相位穿透深度增大,这是因散射与入射光形成的耦合光与入射光在禁带区的相位不同,导致入射光禁带对于耦合光产生局部失效的缘故.谐振峰左移15μm,强度提高了22倍,这是因散射产生的等离子体频率和电子辐射阻尼增大效应使系统中心波长左移,透射几率增大,从而导致透射禁带两个谐振峰左移和谐振峰强度提高的缘故.

太赫兹波段介质微腔光学特性研究

采用匀胶法制备了厚度在微米量级的Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2和Si/[TiO2/MgO]2/TiO2多层介质膜反射镜.采用太赫兹(THz)时域透射光谱系统获得了多层膜的时域透射谱.用传输矩阵法模拟了Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2和Si/[TiO2/MgO]2/TiO2两种分布式布拉格反射镜(DBR)的反射相移和相位穿透深度等光学特性.设计了两种结构为DBR/LT-GaAs/DBR的对称THz光学微腔结构并模拟了腔结构的辐射光谱.结果表明:通过引入谐振腔,两种DBR组成的微腔器件在谐振波长处的强度分别提高了19和14倍.其中Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2/LT-GaAs(12μm)/[TiO2/Al2O3]2TiO2腔的辐射光谱存在两个峰,分别位于208和248μm,并分析了出现两个谐振峰的原因.探讨了通过引入介质谐振腔实现对THz源的辐射特性进行调控的可行性.