【摘 要】
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太赫兹(THz)电磁波是指频率介于亚毫米波和红外波之间的电磁波。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，并在许多领域都得到广泛的应用。目前THz-TDS系
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太赫兹(THz)电磁波是指频率介于亚毫米波和红外波之间的电磁波。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，并在许多领域都得到广泛的应用。目前THz-TDS系统的光谱分辨率与窄波段技术相比还有提升空间。提高THz-TDS系统的光谱分辨率、信噪比、采样速度是THz-TDS技术发展的主要方向之一。本文的主要研究工作基于一种新型高速光采样THz-TDS系统，可以在不采用机械延迟装置下对THz脉冲进行时域采样，提高了采样速度与光谱分辨率，并且采集的时域信号的信噪比也同样有所提高。基于该系统，具体开展以下工作: (1)结合固体物理与半导体物理相关原理，对GaAs光电导天线辐射THz波的机理进行了解释。利用“瞬时电流”模型推导了光电导天线辐射THz波的远近场表达式。结合小口径光电导天线的特点，对“瞬时电流”模型进行修正，推导出适合小口径光电导天线辐射THz波的表达式。 (2)基于高速、无机械延迟线的异步光学采样系统(ASOPs)对小口径SI-GaAs光电导天线辐射THz脉冲进行了快速的扫描探测;分析了小口径SI-GaAs光电导天线辐射THz脉冲的特性，以及影响辐射特性的因素;结合实验现象，分析了THz波形尾部出现振荡的物理机制。 (3)利用ASOPs系统测量了Si晶体在太赫兹波段的折射率与衰减系数，表明Si晶体在太赫兹波段的折射率位于3.25～3.3之间，平均折射率约为3.26，Si晶体在太赫兹波段折射率随频率增加略有增加;Si晶体太赫兹波段衰减系数在0.2～0.5THz范围内有明显的下滑，而在0.5THz以后趋于平稳。该结论与其他文献所报道相符，反映出ASOPs系统具有较高的测量可靠特性。
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