TEA CO2激光泵浦的太赫兹激光器与应用研究

作     者：吴君竹 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：左都罗

授予年度：2011年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主      题：TEA CO2激光器 太赫兹激光 光束特性 法布里-珀罗(F-P)干涉仪 波长测量 成像 

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。