基于異步光學(xué)采樣技術(shù)的THz-TDS系統(tǒng)與應(yīng)用.pdf

1、太赫茲(THz)電磁波是指頻率介于亞毫米波和紅外波之間的電磁波。太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)(THz-TDS)是一種新興、有效的相干探測(cè)方法，并在許多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。目前THz-TDS系統(tǒng)的光譜分辨率與窄波段技術(shù)相比還有提升空間。提高THz-TDS系統(tǒng)的光譜分辨率、信噪比、采樣速度是THz-TDS技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。本文的主要研究工作基于一種新型高速光采樣THz-TDS系統(tǒng)，可以在不采用機(jī)械延遲裝置下對(duì)THz脈沖進(jìn)行時(shí)域采樣，提高了采樣

2、速度與光譜分辨率，并且采集的時(shí)域信號(hào)的信噪比也同樣有所提高?；谠撓到y(tǒng)，具體開(kāi)展以下工作:
　　(1)結(jié)合固體物理與半導(dǎo)體物理相關(guān)原理，對(duì)GaAs光電導(dǎo)天線輻射THz波的機(jī)理進(jìn)行了解釋。利用“瞬時(shí)電流”模型推導(dǎo)了光電導(dǎo)天線輻射THz波的遠(yuǎn)近場(chǎng)表達(dá)式。結(jié)合小口徑光電導(dǎo)天線的特點(diǎn)，對(duì)“瞬時(shí)電流”模型進(jìn)行修正，推導(dǎo)出適合小口徑光電導(dǎo)天線輻射THz波的表達(dá)式。
　　(2)基于高速、無(wú)機(jī)械延遲線的異步光學(xué)采樣系統(tǒng)(ASOPs)對(duì)小口徑

3、SI-GaAs光電導(dǎo)天線輻射THz脈沖進(jìn)行了快速的掃描探測(cè);分析了小口徑SI-GaAs光電導(dǎo)天線輻射THz脈沖的特性，以及影響輻射特性的因素;結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析了THz波形尾部出現(xiàn)振蕩的物理機(jī)制。
　　(3)利用ASOPs系統(tǒng)測(cè)量了Si晶體在太赫茲波段的折射率與衰減系數(shù)，表明Si晶體在太赫茲波段的折射率位于3.25～3.3之間，平均折射率約為3.26，Si晶體在太赫茲波段折射率隨頻率增加略有增加;Si晶體太赫茲波段衰減系數(shù)在0.2