宽带THz波的光谱整形及Kerr效应对THz波探测的影响

摘要

基于光学整流原理的THz波时域光谱技术是一种非常有效的电磁辐射相位相干测试技术。该技术在当当今广泛的研究领域扮演着越来越重要的角色。本论文采用理论与实验相结合的方法，利用我们实验室自行搭建的THz时域光谱实验系统，对于THz波发射过程所诱导的Kerr效应进行了实验研究，同时研究了一种宽带THz波光谱整形方法。本论文主要包括以下几方面工作： 1、在大量阅读文献的基础上，综述了THz科学技术的产生、探测和应用。 2、介绍了基于光学整流原理的THz波产生和利用线性电光效应探测THz辐射的基本原理。 3、在实验室原有的自行搭建的以自锁模Ti：sapphire飞秒激光器为激励源建立的THz波时域光谱实验装置的基础上，将其改装成迈克尔逊干涉仪型THz波光谱整形实验装置，进行了基于干涉原理对宽带THz波光谱整形的实验研究。 4、详细讨论了基于光学整流的THz波产生过程中诱导的Kerr效应和类Kerr效应，并给出THz产生过程中所诱导的区分Kerr效应和二阶非线性级联的实验方法。

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第一章绪论

1.1引言

1.2 THz波的基本性质

1.2.1 THz波独特的优点

1.2.2 THz波存在的不足

1.3 THz波的产生

1.3.1宽带THz产生

1.3.2窄带THz产生

1.4 THz波的探测

1.5 THz波的应用

1.6本论文的主要工作

第二章光学整流和线性电光效应

2.1光学整流技术

2.2宽带THz波产生——基于飞秒激光的光学整流

2.3宽带THz波探测——线性电光效应

2.3.1晶面为(110)的ZnTe晶体中的线性电光效应

2.3.2平衡探测系统

2.4本章小结

第三章相干THz波的干涉和频谱整形

3.1宽谱光源干涉频谱整形和滤波

3.1.1相干THz脉冲辐射的无反转放大的本质

3.1.2宽谱光源干涉频谱整形以及滤波的理论依据

3.2实验装置——THz时域光谱系统和干涉装置

3.2.1 THz时域光谱系统

3.2.2 THz迈克尔逊干涉装置及实验结果、讨论

3.3本章小结

第四章基于光学整流THz波产生过程中的Kerr效应

4.1问题的提出

4.2各种效应对非线性折射率系数n2的贡献

4.3立方晶系非线性折射系数的各向异性

4.3.1三阶非线性极化的各项异性

4.3.2非线性折射率的各项异性

4.4实验研究

4.4.1区分nKerr2和nTHz2的依据和实验装置

4.4.1实验结果和分析

4.5本章小结

结束语

参考文献

已经发表或录用的论文

致 谢