《基於波導型非線性晶體的高性能太赫茲源研製》是依託北京理工大學，由郭寶山擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於波導型非線性晶體的高性能太赫茲源研製
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：郭寶山
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
太赫茲（THz）技術在頻譜分析領域具有非常重要的套用前景，基於非線性光學頻率下轉換方法的連續太赫茲輻射源是高解析度光譜分析系統中理想的太赫茲輻射源，但受到差頻晶體限制，目前的連續THz輻射源依然存在輸出功率較低的問題。本項目主要研究用於提高太赫茲源輸出效率的差頻晶體，提出利用直接鍵合法製造高質量準相位匹配非線性晶體，並引入表面電漿調製效應，研製波導型差頻晶體，從而提高THz非線性轉化效率，同時基於外腔增強效應，獲得高功率THz輻射源。通過本項目的研究，可以實現多周期的高質量準相位匹配晶體，並具有表面等離體調製的波導效應，利用該晶體並結合課題組先期研製的光纖泵浦源，最終獲得高輸出功率、高效率、結構簡單緊湊的連續THz波輻射源。這將有力促進太赫茲在生物高解析度光譜分析及太赫茲通訊方面的套用。
結題摘要
太赫茲（THz）波與物質相互作用時包含了豐富的物理和化學信息，可廣泛套用於分子光譜、生物波譜成像分析等基礎研究領域，太赫茲波譜成像已經成為當前太赫茲技術最重要的套用領域之一。基於非線性光學頻率下轉換方法的連續太赫茲輻射源是高解析度光譜分析系統中理想的太赫茲輻射源，但受到差頻晶體限制，目前的連續THz輻射源依然存在輸出功率較低的問題。本項目使用自主設計的鍵合系統直接鍵合製造周期反轉的高質量GaAs晶體，將其作為THz源的差頻晶體，充分利用其非線性係數大、THz波段吸收小和相干長度大的優點，並將GaAs晶體與具有表面電漿調製效應的波導結構相結合，充分提高了泵浦光與THz波的重合度，並實現THz深亞波長波導及傳輸調控，從而提高THz源的轉換輸出效率。同時，共線準相位匹配形式不僅增大有效非線性作用長度，還降低了腔的損耗和調整難度，提高了腔的穩定性。通過設計最佳化腔結構，利用腔增強的方法提高連續差頻的轉換效率，進一步提高THz源的輸出功率，最終獲得高輸出功率、高效率、結構簡單緊湊的連續THz波輻射源。這將有力促進太赫茲在生物高解析度光譜分析及太赫茲通訊方面的套用。依託本項目，已發表國際期刊論文7篇，申請發明專利2項，還有2篇國際期刊論文已投稿。
