太赫兹波(Tera-Hertz Wave,频率在0.1—10THz范围)是光子学技术与电子学技术、宏观与微观的过渡区域,是一个具有科学研究价值但尚未开发的电磁辐射区域。如何有效的产生高功率(高能量)、高效率且能在室温下稳定运转、宽带可调的THz辐射源,已经成为科研工作者追求的目标。根据THz辐射产生的机理,可以将其辐射源分为两大类:一类是利用电子学的方法,另一类是利用光学的方法产生THz波辐射。目前光学方法产生THz辐射的主要有以下几种:
l、TlHz气体激光器
利用一个C02.激光抽运一个充有甲烷(CH4)、氰化氢(HCN)或是甲醇(CH30H)等的低气压腔,由于这些气体分子的转动能级间的跃迁频率处于THz波段范围,可以形成THz波受激发射。这种方法可以得到上百毫瓦的输出功率,且已实现产品化,且已被美国国家航天局(NASA)应用于卫星大气观测。
2、利用超短激光脉冲产生rHz辐射,有两种方案:光电导和光整流
在光电导半导体材料表面淀积金属制成偶极天线电极结构,用光子能量大于半导体禁带宽度的超短脉冲激光照射半导体材料(hv≥Eg),使半导体材料中产生电子-空穴对,在外加偏置电场中产生的载流子的瞬态输运,这种随时间变化的瞬态光电流的变化,便会发射太赫兹电磁辐射。光学整流方法利用电光晶体作为非线性介质,使超短激光脉冲进行二阶非线性光学过程(差频产生)或高阶非线性光学过程来产生THz电磁脉冲。利用飞秒激光脉冲激发半导体晶体的方法产生的THz波具有超宽带、脉宽窄及峰值功率高等特点,可应用于THz时域光谱成像与精密时间分辨光谱等研究。
太赫兹波(Tera-Hertz Wave,频率在0.1—10THz范围)是光子学技术与电子学技术、宏观与微观的过渡区域,是一个具有科学研究价值但尚未开发的电磁辐射区域。如何有效的产生高功率(高能量)、高效率且能在室温下稳定运转、宽带可调的THz辐射源,已经成为科研工作者追求的目标。根据THz辐射产生的机理,可以将其辐射源分为两大类:一类是利用电子学的方法,另一类是利用光学的方法产生THz波辐射。目前光学方法产生THz辐射的主要有以下几种:
l、TlHz气体激光器
利用一个C02.激光抽运一个充有甲烷(CH4)、氰化氢(HCN)或是甲醇(CH30H)等的低气压腔,由于这些气体分子的转动能级间的跃迁频率处于THz波段范围,可以形成THz波受激发射。这种方法可以得到上百毫瓦的输出功率,且已实现产品化,且已被美国国家航天局(NASA)应用于卫星大气观测。
2、利用超短激光脉冲产生rHz辐射,有两种方案:光电导和光整流
在光电导半导体材料表面淀积金属制成偶极天线电极结构,用光子能量大于半导体禁带宽度的超短脉冲激光照射半导体材料(hv≥Eg),使半导体材料中产生电子-空穴对,在外加偏置电场中产生的载流子的瞬态输运,这种随时间变化的瞬态光电流的变化,便会发射太赫兹电磁辐射。光学整流方法利用电光晶体作为非线性介质,使超短激光脉冲进行二阶非线性光学过程(差频产生)或高阶非线性光学过程来产生THz电磁脉冲。利用飞秒激光脉冲激发半导体晶体的方法产生的THz波具有超宽带、脉宽窄及峰值功率高等特点,可应用于THz时域光谱成像与精密时间分辨光谱等研究。
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