掺镱飞秒脉冲激光激发DAST晶体产生THz谱的可行性研究

为了获得与掺镱飞秒脉冲激光匹配的高效太赫兹(THz)发射源,本文根据相位匹配原理,并结合DAST晶体多声子共振吸收,模拟了掺镱飞秒激光脉冲激发DAST晶体后获得的THz频谱.通过与CdTe、GaP等电光晶体比较后发现:当三种晶体厚度都为0.1mm时,DAST晶体可以获得12 THz带宽的发射频谱,超过CdTe的3.5 THz和GaP的6.4 THz;同时,其最大发射强度超过CdTe和GaP的10倍以上.因此,DAST晶体能够成为与掺镱飞秒激光匹配的高效THz发射源.     

太赫兹波通信系统中调制技术的研究

分析了近年来可用于太赫兹通信的调制技术,从内调制、外调制以及电混频、光调制方式等角度研究了各种调制方式的发展情况、技术特点以及研究前景.研究发现,受技术发展水平的限制,目前,采用太赫兹辐射源直接调制与外加调制器的调制方式普遍存在带宽不足的缺点.而太赫兹波段作为载波而言,10Gbps以上的调制速率才真正能够发挥太赫兹通信的宽带优势,具有实际应用价值和研究意义.采用电混频与光调制方式的太赫兹通信技术由于采用了微波通信与光通信的技术优势,目前在调制速率方面远远超过了前两种调制方式.     

太赫兹科学技术及其应用研究

太赫兹技术是一个具有广泛应用前景的新兴学科,近10年来,太赫兹技术理论研究的蓬勃发展带动了太赫兹波应用研究的迅速扩大。文章简要介绍了太赫兹波的重要特性集、太赫兹技术的研究现状及应用前景,重点介绍了太赫兹科学技术在物体成像、生物医学、公共安全、网络通信和天文物理等领域的研究进展。     

太赫兹波在不同湿度煤层中的传播

讨论了太赫兹频段电磁波对与不同湿度情况下煤层衰减和反射的情况,通过计算不同湿度的煤层对于电磁波的衰减情况,比较水和煤在相同频段下的反射情况,最后引入不同湿度下煤层反射率的变化。研究结果表明：湿度是影响太赫兹频段电磁波探测煤层的重要因素。湿度越大,频率越高,其衰减程度越大;同时湿度也会影响电磁波的反射率降低的速度,湿度越大电磁波反射率降低的速度越快。     

太赫兹波相干探测的物理机制研究

通过探测经周期量级激光脉冲激励所产生的气体等离子体荧光辐射增强现象,研究了太赫兹波相干探测的物理过程。结果表明,太赫兹场同周期量级激光脉冲载波-包络相位改变π前后相应的荧光辐射增强量的差值成正比,最佳探测条件可表达为ETHz∝ΔI(φ=π)-ΔI(φ=0)。     

基于超导检测器的太赫兹小型频谱检测仪

太赫兹(THz)波是有待进行全面研究开发的波段,在高灵敏的THz探测技术中,不仅要知道THz信号的功率,还要了解THz信号的频率和频谱,研制一种小型的THz频谱分析仪是开发太赫兹科学技术中不可或缺的.本文对高温超导双晶结中晶界对磁通流运动的诱导作用,超导检测器与THz波的相互作用进行了研究,利用超导约瑟夫森结对太赫兹波高灵敏的响应,通过Hilbert变换,研制出了超导小型THz频谱检测仪,并对多种太赫兹信号源进行了频谱测量.     

太赫兹应用技术

太赫兹频段是光子技术与电子技术、宏观状态与微观状态之间的过渡区域,表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性能.THz波频率很高,因而其空间分辨率很高;THz脉冲很短,因而THz辐射又具有很高的时间分辨率.THz时域光谱技术和THz成像技术就构成了THz应用的两个主要关键技术.     

基于狄拉克半金属超材料的太赫兹吸波体研究

设计了一种基于狄拉克半金属的超材料太赫兹宽频及双频吸波体.该吸波体由三层结构组成,上层为狄拉克半金属层,中间为介质层,底层为金属基底.首先设计了U型的单峰吸波体,该吸波体能够实现在6.02THz处的完美吸收.通过研究单峰吸波体的表面电流分布可知,入射太赫兹能量的吸收主要来自沿U型臂方向上电场引起的电偶极子振荡.然后通过多个吸收峰叠加扩展带宽的原理,设计出了双频和宽频吸波体.仿真结果表明,本文设计的双频吸波体能够在5.33THz和5.86THz处实现94.7%及91%的吸收率,宽频吸波体在5.59THz到5.90THz之间吸收率可达90%以上.同时,利用狄拉克半金属电导率的可调节性,通过改变狄拉克半金属的费米能级,无需优化几何结构和重新制造结构,便可以实现共振吸收峰频率的动态调谐.     

硅光子晶体光纤中太赫兹波的衰减特性分析

本文采用有限元法分析了太赫兹波在光子晶体光纤中的传输特性,并对比在不同空气孔径下,太赫兹波在光子晶体光纤中的场分布和衰减。当d/Λ=0.95时,太赫兹光子晶体波导的传输损耗达到0.0012dB/m,满足太赫兹波传输要求。     

临近空间等离子体鞘套对太赫兹波传播特性分析

针对高超声速飞行器在临近空间巡航时出现的通信"黑障"问题,根据RAM C提供的飞行试验数据,建立一维等离子体鞘套模型,通过数值计算分析了等离子体与太赫兹波的相互作用机理,并从等离子体厚度、等离子体电子密度、等离子体碰撞频率和太赫兹波入射角等条件得到了太赫兹波在等离子体鞘套中的传输特性曲线。仿真结果表明:把太赫兹波段作为临近空间平台通信,有利于解决"黑障"问题,其中在大气窗口0.22THz处的衰减均在30dB以下。此论证结果可为临近空间平台设计的高超声速飞行器选用通信频段时提供参考。     

整形飞秒激光耦合静电场导致的分子取向增强研究

为了进一步提高分子在复合场中的取向度,提出采用整形飞秒激光耦合静电场取向分子.飞秒激光采用3次方相位调制整形,整形后的激光脉冲类似于缓慢上升快速下降的激光脉冲,但是与后者相比,整形后的激光场更加利于分子取向,能够有效提高分子取向度.这种脉冲上升沿变化导致的取向增强有助于进一步分析复合场的取向机制,并且改变整形参数、电场强度和分子转动温度,可以进一步提高分子取向度.     

飞秒脉冲激光沉积法的动力学过程实验研究

用钛宝石飞秒激光器将最大峰值功率密度为1.14×1013 W/cm2的激光作用在Bi4Ti3O12陶瓷靶、Cu靶、FeSi2合金靶上,研究产生等离子体羽的颜色和形状一般规律:内芯均为白色对应于高温高压等离子体;紧跟内芯的是等离子体的复合形成中性粒子的区域;颜色单一的外层是温度较低的中性粒子和低温等离子体区.飞秒脉冲激光产生的等离子体呈cos4θ的角分布.在准分子脉冲激光沉积下衬底温度为500℃时-FeSi2薄膜的生长模式是Volmer-Weber模式,衬底温度为550℃时β-FeSi2薄膜的生长是Stranski-Krastanov模式.实验发现飞秒激光沉积技术能解决传统PLD法中产生大尺寸微滴的缺陷.     

超短脉冲激光和钛宝石飞秒激光器

该文介绍了飞秒激光的特点、应用以及钛宝石激光器的相关理论.     

飞秒光纤光源的波分解复用-复用实验

为研究飞秒光源作为链路初始光源的可行性,使用阵列波导光栅（AWG）对265 fs光纤光源进行波分解复用 复用实验。实验光源波长为1 52765～1 56505 nm,通道数为48,通道间隔为080 nm。研究发现:在分波实验中,飞秒光纤光源经过AWG后,扫描谱线3 dB带宽为064 nm ,相邻通道串扰为2726 dB,比连续光源增大502 dB;在合波实验中,观察到AWG多端口端对宽带光源的波长选择作用,验证了AWG的色散特性,发现多光束的输出谱线总体轮廓未出现太大变形;在波分解复用 复用实验中,谱线最大损耗为251 dB,输出谱线轮廓和初始光谱基本一致,信号在传输过程中未出现明显失真,证明飞秒光源作为链路初始光源的可行性。     

熔凝石英中异常色散条件下飞秒脉冲激光辐射的丝状形成特征的研究

本文描述了在800—2300纳米变化波长范围内溶凝石英的飞秒脉冲激光辐射丝状形成的研究结果。指出了在很高时间与空间定位的光场中异常群色散速度条件下沿着细丝连续“光弹头”的产生。建立了光弹头传播的变化过程中使绝缘反斯托克斯翅膀的产生与超光谱连续统一体关系。     

阶跃相位整形的飞秒激光脉冲时间光强分布

利用飞秒超快脉冲相位整形方法,计算并研究了阶跃相位整形后激光脉冲的时域光强分布特点。研究结果表明,通过改变调制位置和调制深度,高斯激光脉冲可以整形形成强度可调的双脉冲结构,且子脉冲的中心时间和脉宽可以采用调制参数来调节。同时,研究发现阶跃位置的有效可调范围和激光的线宽密切相关。     

太赫兹技术与在太赫兹波段的超光速研究

首先综述了太赫兹电磁辐射的性质和特点、太赫兹电磁辐射的产生和探测、以及太赫兹技术的应用.文章重点介绍了太赫兹波段的超光速研究进展,这里以介绍英国Strathclyde大学Klaas Wynne等人的若干实验结果为主.     

SPECIAL TOPIC:Femtosecond Laser Physics,Technology and Application

A SELECTION OF PREVIOUSLY PUBLISHED PAPERS (2008,vol.53,no.5) 641 Editor's note 642 Control of the carrier-envelope phases of a synchronou-sly pumped femtosecond optical     

飞秒强激光作用下Ar原子团簇库仑爆产生的离子能谱

研究了Ar原子团簇在飞秒强激光作用下的电离机制,考虑了团簇经过库仑爆炸过程和流体力学膨胀过程两种膨胀机制情况下,对离子能谱进行了计算.计算结果与实验结果基本符合,能够很好地解释离子高能端特征,对低能端的能谱也进行了分析.     

激光脉冲放大传输波中微分方程的奇摄动渐近解

研究了一个非线性激光脉冲放大器传输系统,利用摄动理论和方法,得到了相应系统的渐近解,从而为设计激光脉冲放大器提供了便利.