THz电磁波在时变非磁化等离子体中的传播特性研究

本文建立了时变非磁化等离子体平板的一维模型,并采用时域有限差分(FDTD)方法对太赫兹(THz)电磁波在时变等离子体中传播时的反射、透射系数及吸收率进行了计算.然后根据计算结果分析了时变等离子体的上升时间、电子密度、温度以及等离子体平板厚度等参数对不同频段THz波在等离子体中传播特性的影响.分析结果表明:THz波在时变等离子体中传播时,其反射系数受等离子体电子密度和上升时间的影响较大;而吸收率则随着上升时间的减小、电子密度及平板厚度的增加而增大;此外,THz电磁波能够穿透量级为1020m-3的高密度等离子体层,可以作为再入段飞行器通信以及高密度等离子体诊断的理想工具.

高性能85mm短腔光学参变振荡器的THz电磁波输出特性分析

报道了以MgO：LiNbO2为非线性光学介质，采用85mm长的法布里-珀罗单谐振腔结构形式的光学参变振荡器，产生THz电磁波的实验结果。使用波长为1064nm的Nd：YAGQ开关脉冲激光器作为抽运光源，通过改变入射角度使参变振荡器的相位匹配条件发生变化。采用Si真空量热器，并利用THz波干涉测量仪；或通过测量闲频光的频率对产生的THz波频率进行了测量。实验表明该参变振荡器输出频率调谐范围为0．9～3．0THz。在抽运光能量为20mJ／pulse，脉冲宽度16ns，重复频率50Hz条件下得到输出峰值位于1．2THz，能量为102．5PJ／pulse的THz波输出。通过引入Si棱镜阵列减小了THz波在晶体中的全反射，从而提高THz波的能量输出。使用金属缝隙探测器，对辐射的THz波的波束水平方向空间分布进行了测量，分析了Si棱镜阵列的衍射效应对THz波束空间分布的影响。

用短谐振腔结构优化THz电磁波参量振荡器的输出特性

以MgO:LiNbO3为非线性光学介质,通过采用一种高性能腔反射镜实现了一种85mm短腔长的法布里-珀罗式的光学参量振荡器,产生THz电磁波的实验结果.这种短腔长THz参量振荡器比传统的160mm腔长的振荡阈值降低了22·3%;峰值能量提高了170%;频率调谐范围从0·5—2·4THz提高到0·8—3·1THz.还报道了一种基于平面金属丝网的法布里-珀罗干涉仪测量THz波线宽的实验结果.

光电导开关产生太赫兹电磁波双极特性分析

利用光电导体产生太赫兹电磁波(THz波),THz远场辐射波形与光电导体材料的载流子寿命、偏置电场以及触发光有直接关系.用不同方法对低温GaAs(LT-GaAs)和半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关辐射的THz电磁波所呈现的双极特性进行了模拟计算.结果表明,LT-GaAs光电导开关辐射THz波呈现双极性的主要原因是光生载流子寿命小于一个THz波产生时间;而光生载流子寿命大于100ps的SI-GaAs光电导开关,在不同的实验条件(不同偏置电场、不同光脉冲能量)下,产生的THz波呈现双极特性的主要原因分别是载流子发生了谷间散射和空间电荷电场屏蔽.

太赫兹辐射源与探测器研究进展

太赫兹(THz)技术涉及电磁学、光电子学、半导体物理学、材料科学以及微加工技术等多个学科,它在信息科学、生物学、医学、天文学、环境科学等领域有重要的应用价值。THz振荡源与THz探测器则是THz频段应用的关键器件,也是THz技术研究领域的最前沿问题。本文简要概括了THz电磁波的重要特点、应用价值以及THz辐射源和探测器的最新研究进展。