TEA CO2激光泵浦的太赫兹激光器与应用研究

论文摘要

太赫兹具有很多优越的特性,有着巨大的应用前景,但是由于缺乏高效的太赫兹源和有效的检测手段,太赫兹相关应用还比较少,随着近年来太赫兹技术的不断发展,太赫兹辐射的检测技术和在各领域的应用技术已经成为人们研究的热点。本论文主要在前期已完成的可调谐TEA CO2光泵脉冲太赫兹激光器的基础上,对太赫兹激光的波长、能量、波形、偏振态、模式等光束特性的测试进行了实验探索,其中重点研究了基于法布里-珀罗干涉仪的太赫兹波波长测量技术;作为高能太赫兹激光的典型应用,对单脉冲照明下的阵列探测器太赫兹透视成像也进行了研究。具体内容如下,（1）利用热释电探测器测试泵浦支线为9R（16）时在最佳气压下的辐射能量为55.6mJ,脉冲持续约2μs;测得泵浦支线为9R（16）和10P（32）时太赫兹辐射的偏振态为平行和垂直,聚焦后光斑直径为8.3mm和9.4mm,计算远场发散角为83mrad和52.2mrad,是衍射极限的11.2倍和11.9倍,测试过程中增益池工作气体为氨气。（2）设计了一个由两片金属线栅构成的可调谐法布里-珀罗（F-P）干涉仪,对两个波长理论值为90±1μm和151.5±0.5μm太赫兹辐射进行测量,测量结果为90.69±0.22μm和151.79±0.37μm,与理论值误差1%以内。（3）设计了一个太赫兹透射成像的实验装置,分别对小尺寸的金属物在不使用包裹和使用包裹的情况下进行太赫兹成像探测,获得清晰图像,说明太赫兹光对金属物有很好的探测效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究历史及现状
• 1.3 项目的研究意义和任务
• 1.4 论文的主要研究内容和安排
• 2 光泵脉冲气体太赫兹激光实验装置
• 2.1 光泵太赫兹激光泵浦源
• 2.2 太赫兹激光器增益池
• 2.3 光泵太赫兹激光器实验装置
• 2.4 本章小结
• 3 太赫兹光束特性测试
• 3.1 太赫兹光能量测试
• 3.2 太赫兹光时间波形测试
• 3.3 太赫兹光偏振特性测试
• 3.4 太赫兹光空间分布模式测试
• 3.5 本章小结
• 4 太赫兹波长测试
• 4.1 法布里—珀罗干涉仪
• 4.2 实验平台的设计
• 4.3 测试与结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 太赫兹成像应用研究
• 5.1 太赫兹应用技术概述
• 5.2 太赫兹成像技术
• 5.3 太赫兹成像原理
• 5.4 太赫兹成像实验研究
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献