Исследование эффективности преобразования фемтосекундных импульсов волоконного эрбиевого лазера в терагерцовое излучение для задач широкополосной спектроскопии

• Автор: Николаев, Назар Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 82 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Методы преобразования фемтосекундных лазерных импульсов в терагерцовые

1.1 Оптическое выпрямление в нелинейно-оптических кристаллах

1.2. Возбуждение фототока в фотопроводящей антенне

1.3. Генерация на поверхности узкозонного полупроводника

1.4. Выводы к главе

Глава 2. Разработка и создание стенда для исследования эффективности генерации терагерцового излучения

2.1. Параметры лазерного излучения

2.2. Система генерации терагерцового излучения

2.3. Система транспорта терагерцового излучения

2.4. Система регистрации терагерцового излучения
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование эффективности генерации терагерцового излучения в полупроводниковых и нелинейно-оптических кристаллах
3.1. Исследуемые образцы и алгоритм проведения экспериментов
3.2. Экспериментальные результаты на стенде с излучением на длине волны 775 нм
3.2.1 Исследование генерации терагерцового излучения в нелинейнооптическом кристалле гпТе и полупроводниках іпАб, ІпБЬ, ваАБ без магнитного поля

3.2.2 Влияние магнитного поля на генерацию терагерцового
излучения в полупроводниках InAs
3.3. Экспериментальные результаты на стенде с излучением на длине волны 1550 нм
3.3.1. Исследование генерации терагерцового излучения в нелинейно-оптическом кристалле GaAs и полупроводниках InAs, InSb без магнитного поля
3.3.2 Влияние магнитного поля на генерацию терагерцового
излучения в полупроводниках InAs и InSb
3.4. Методы повышения эффективности преобразования лазерного излучения в терагерцовое в полупроводниках
3.4.1. Усовершенствование магнитной системы
3.4.1. Охлаждение полупроводника до криогенных температур
3.4.2. Генератор на основе поперечного эффекта Дембера
3.5. Выводы к главе
ГЛАВА 4. Исследование свойств нелинейно-оптических кристаллов в терагерцовом диапазоне частот
4.1. Методика проведения экспериментов
4.1.1. Модификация спектрометра
4.1.2. Алгоритм проведения экспериментов
4.1.3. Подготовка образцов
4.2. Исследование кристаллов титинил-фосфата калия КТІОРО4
4.3. Исследование кристаллов германата свинца Pb5Ge3On
1.4. Выводы к главе
Заключение
Список цитируемой литературы

излучающей области сопоставим с длиной волны излучения, в силу вступают законы дифракции.
В работе [60] представлена эвристическая формула, с хорошей точностью описывающая дифракционную передаточную функцию, зависящую от параметров коллимирующей системы и диаметра излучающего пятна:
ГдифС^тГц) = 1-ехр
^92(.@ КОЛл)2диф

где а>ТГц - частота терагерцового диапазона, г0 = 4= - радиус излучающего
терагерцового пятна, гл - радиус пятна лазерного излучения на образце, 9К0Л„ -собирающий угол коллимирующей системы, гдиф = кг0212 при кг0> 1, гдиф = ^г03/2 при кго< 1.
Учитывая, что вК0М = ах^(рком12Рком), где Околя = 25,4 мм и Ркош = 50,8 мм - диаметр и фокус коллимирующего зеркала; соТгц = 2ж/ТГц, к = 2ж(ТГц!с, г л = 9^2, йф - диаметр лазерного пятна накачки; выражение можно привести к виду:
7диф(./тГц) —
( л/тгц4ф
1 — ехр [V 4 С )
1 — ехр 1 1 я/тГц^ф2 8 4с )

при/тгц < —г, па§

при/тгц > ^г.

Для наглядности с учетом равенства ХТгц = с//тгц, выражение (8) можно переписать:
Тциф(Агц) -
1 — ехр

4ЯХГц/

приЯТГц > ^^Ф>
1 — ехр
1 ( лйф
8 ^4ЯТГц/
при ЯТГц < — 4ф,

Из выражения (9) видно, что ХТГц~2,22-с1ф - длина волны, сопоставимая с диаметром лазерного пятна накачки, при которой изменяется закон дифракции