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在过去十几年中,人们对太赫兹辐射领域的科学研究日益深入,尤其是随着飞秒激光技术的应用,不但极大的促进了太赫兹科学在传统的化学,半导体和成像技术等方面的应用,更使其在许多其它技术领域找到了很重要的应用。特别是在利用太赫兹辐射对材料特性进行分析的应用,太赫兹技术具有很大的实用性。本论文着眼于通过飞秒激光诱导空气等离子体产生太赫兹辐射,通过电光取样技术检测得到太赫兹时域光谱,再利用推导出的介质复折射率关系,最终测量材料在太赫兹波段的复折射率情况,即材料的折射率和衰减系数,主要内容和结果如下。
首先我们利用钛宝石激光器飞秒激光脉冲,在空气等离子体内四波混频现象产生太赫兹辐射。在实验中,对产生太赫兹辐射所利用的检测方法是电光取样技术。接下来我们使太赫兹波透射通过样品,利用太赫兹时域光谱探测技术(THz-TDS)对样品的透射特性进行测量。最后我们对所得样品的透射性进行计算分析,计算出不同样品在太赫兹波段的复折射率,包括折射率和衰减系数两个部分。
本文主要分为四个部分,第一部分简单介绍了太赫兹波的性质与研究现状,尤其是太赫兹辐射与其它光波相比所独有的优势。在本文的第二部分中,我们介绍了太赫兹波的产生与探测的方法,以及通过产生的太赫兹波源,利用太赫兹时域光谱探测技术测量样品,在本部分中我们也展示了所产生的太赫兹辐射。第三部分是我们的实验测量和分析,对样品复折射率进行测量和分析。最后的第四部分为总结和展望。