【摘 要】
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太赫兹(THz)电磁波是O.1—IOTHz(波长0.03~3mm)之间的电磁辐射。在太赫兹科学技术领域,太赫兹时域光谱技术( THz-TDS)是一种新兴、有效的相干探测方法。基于异步光学采样的太
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太赫兹(THz)电磁波是O.1—IOTHz(波长0.03~3mm)之间的电磁辐射。在太赫兹科学技术领域,太赫兹时域光谱技术( THz-TDS)是一种新兴、有效的相干探测方法。基于异步光学采样的太赫兹时域光谱技术(ASOPS THz-TDS),采用双飞秒激光器对THz脉冲进行时域采样,提高了采样速度与光谱分辨率。本文基于ASOPS系统对水蒸汽、GaAs晶体以及n型Si的光谱进行了测量、计算和分析。论文具体工作如下: (1)分析了ASOPS系统中小孔径THz光电导天线所辐射THz时域波形,尾部出现振荡的原因。结合实验分析了偏置电压、泵浦光功率对小孔径光电导天线辐射THz波的影响。 (2)通过测量和计算获得了在0.1~2.5THz波段水蒸汽的透射谱以及27条水蒸汽特征吸收谱线;分析了水蒸汽对THz波的吸收机理。本文还结合水的介电响应公式,给出了常温下液态水在THz波段的折射率和吸收系数。 (3)结合实验分析了GaAs晶体的THz频谱特性,计算得到GaAs晶体在0.1~2.5THz频段的折射率和吸收系数,并基于Lorentz色散模型对GaAs晶体的THz频段吸收机制做了分析。 (4)结合实验分析了n型Si的THz频谱特性,计算得到了n型Si在0~2.5THz频段的折射率、吸收系数以及复电导率,并基于Drude模型拟合了实验测量结果,得到两个拟合参数:等离子体频率ωp和弛豫时间τ,进而得到了直流电导率、载流子迁移率、载流子浓度等参数,与参考文献数据基本吻合。
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