太赫兹脉冲单次测量技术研究及实现

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1、太赫兹脉冲单次测量技术研究及实现设计与实现2015张前成硕士控制科学与工程李小霞尚丽平ClassifiedIndex:O536U.D.C:535.4SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchandRealizationofSingle-shotMeasurementTechnologyofTerahertzPulseGrade:2015Candidate:ZhangQianchengAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeci

2、ality:ControlScienceandEngineeringSupervisor:LiXiaoxiaShangLipingApr.25,2018西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着太赫兹技术的不断发展，太赫兹时域光谱技术已成为一种新兴且有效的探测技术。但是传统的太赫兹时域光谱技术属于多脉冲探测技术，该探测技术需要多个探测脉冲与太赫兹波相互作用，因此需要较长的数据采集时间，而且不能对一些超快速、不可逆过程进行测量。为了克服传统太赫兹时域光谱技术的缺陷，太赫兹脉冲单次测量技术应运而生。本论文基于倾斜脉冲前沿法，设计出太赫兹脉冲单次测

3、量系统。为了能够很好地实现太赫兹脉冲单次测量技术，首先对空气等离子体辐射太赫兹波进行研究，其中包括不同透镜焦距、不同激光能量以及BBO晶体的不同角度等因素对太赫兹波的影响，确保产生的太赫兹波电场处于最佳状态；然后利用闪耀光栅实现探测脉冲前沿倾斜，让一个前沿倾斜的探测脉冲被太赫兹波电场调制；最后利用激光源的同步信号作为CCD相机的外触发信号，实现一个触发脉冲获得一个太赫兹波形，从而验证了太赫兹脉冲单次测量技术在时间效率上的优势。关键词：太赫兹单次测量倾斜脉冲前沿闪耀光栅西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractWiththesusta

4、ineddevelopmentofterahertztechnology,terahertztime-domainspectroscopytechnologyhasbecomeacutting-edgeandeffectivedetectiontechnology.However,thetraditionalterahertztime-domainspectroscopytechnologyisamulti-pulsedetectiontechnology,whichrequiresmultipleprobepulsestointeractwi

5、ththeterahertzwaves.Therefore,alongerdataacquisitiontimeisrequired,andsomeultra-fastandirreversibleprocessescannotbemeasuredwiththismethod.Inordertoovercomethedefectsoftraditionalterahertztime-domainspectroscopytechnology,thesingle-shotmeasurementtechnologyofterahertzpulsear

6、isesatthehistoricmoment.Inthispaper,asingle-shotmeasurementsystemofterahertzpulsebasedonthemethodoftiltedpulsefrontisdesigned.Inordertorealizethesingle-shotmeasurementofterahertzpulsewell,terahertzwaveradiatedfromtheairplasmaisstudiedfirstly,whichincludestheinfluenceoflenswi

7、thdifferentfocallength,differentlaserenergiesanddifferentanglesoftheBBOcrystalonterahertzwave,withwhichthebeststateofradiatedterahertzwaveisguaranteed.Then,aprobepulsewithtiltedpulsefrontismodulatedbyterahertzelectricfieldvistheblazedgratingthatisusedtoachievethetiltofpulsef

8、ront.Finally,asynchronizationsignalofthelasersourceisusedasexternaltriggers