基於光學差頻太赫茲脈衝整形技術的研究

《基於光學差頻太赫茲脈衝整形技術的研究》是依託山東科技大學，由李德華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於光學差頻太赫茲脈衝整形技術的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李德華
• 依託單位：山東科技大學

項目摘要

本項目提出了一種太赫茲脈衝整形的新方案。用兩個光柵,兩個透鏡和一個調製器構成光脈衝整形系統,通過對雷射脈衝頻域空間的振幅和相位調製,實現對雷射脈衝波形和脈衝間隔的控制。將兩列經過整形的、偏振方向互相垂直的雷射脈衝在非線性晶體中疊加、通過差頻產生太赫茲輻射。通過精確控制兩列偏振方向互相垂直的雷射脈衝的波形和相位,控制所產生太赫茲脈衝的波形和電場偏振方向。研究雷射脈衝波形對產生太赫茲脈衝波形的影響，研究改變雷射電場方向對太赫茲輻射電場方向的影響。由於在雷射脈衝整形裝置中可以用液晶調製器對雷射脈衝進行可程式控制, 因此, 這種方法可以實現太赫茲脈衝的波形、脈衝序列時間間隔和電場偏振方向的可程式控制。. 將這種脈衝波形、脈衝時間間隔、電場方向都能夠進行可程式控制的太赫茲輻射，用於分子動力學過程的相干控制和亞毫米波通訊具有有極其廣闊的市場空間。

結題摘要

本項目從差頻產生太赫茲輻射的機理入手，根據閃鋅礦晶體結構特點，研究了兩束正交偏振的飛秒脈衝垂直入射到（110）切向的ZnTe 晶體上，通過差頻過程產生太赫茲脈衝的過程，結果表明:通過精確控制兩列偏振方向互相垂直的雷射脈衝的波形和相位,可以控制所產生太赫茲脈衝的波形和電場偏振方向。在閃鋅礦晶體中利用差頻過程進行太赫茲脈衝整形，是我們首先提出的脈衝整形方法，該方法具有太赫茲脈衝極性可控制，脈衝波形可計算機編程控制等優點，該項目的研究使我們在太赫茲脈衝整形領域處於世界領先水平。 為提高整形效率，在考慮晶體吸收和相位匹配情況下，對ZnTe, GaAs, GaP, InP 和 CdTe五種閃鋅礦晶體太赫茲脈衝整形的效率進行了理論研究和計算機模擬。結果表明：五種材料中ZnTe相位匹配條件最好, 如果用0.8μm的入射光激發，ZnTe晶體輸出功率最大。GaP 輸出光譜最寬，當泵浦波長為1.56μm時GaP 產生的太赫茲脈衝頻譜最寬。 經過而是多年的發展，現在已經有多種方法可以產生脈衝太赫茲輻射，如何控制太赫茲脈衝的波形和頻率對於太赫茲的套用至關重要。將這種脈衝波形、脈衝時間間隔、電場方向都能夠進行可程式控制的太赫茲輻射，用於分子動力學過程的相干控制、醫學成像和亞毫米波通訊具有有極其廣闊的市場空間。