一种太赫兹探测器绝对光谱响应度测量方法研究

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作者 刘红元 吴斌 +3 位作者 姜涛 杨延召 王洪超 李京松 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1017-1022,共6页

绝对光谱响应度是探测器的重要技术参数之一,随着太赫兹探测技术的发展,精确测量太赫兹探测器的绝对光谱响应度变得越来越重要。由于在太赫兹波段缺乏连续可调谐的太赫兹光源以及分光系统,因此无法采用传统测量红外探测器绝对光谱响应... 绝对光谱响应度是探测器的重要技术参数之一,随着太赫兹探测技术的发展,精确测量太赫兹探测器的绝对光谱响应度变得越来越重要。由于在太赫兹波段缺乏连续可调谐的太赫兹光源以及分光系统,因此无法采用传统测量红外探测器绝对光谱响应度的方法来实现对太赫兹探测器绝对光谱响应度的测量。基于反射法测量了2~10 THz相对光谱响应度,通过CO 2泵浦气体激光器作为泵浦光源测量了2.52和4.25 THz绝对响应度,转化得到2~10 T Hz探测器的绝对光谱响应度,并且对2.52和4.25 THz绝对响应率和相对光谱响应度这两个频率点进行了相互验证,2.52和4.25 THz绝对响应度测量值之比为0.753,相对光谱响应度测量平均值之比为0.749,两者之差仅为0.004,因此,说明本文采用的反射法测量太赫兹探测器相对光谱响应度的方法是可行的。另外水汽在太赫兹波段的测试有很大的影响,对1.5~10 THz波段大气的衰减特性进行了测试,试验表明水汽对太赫兹波有明显的衰减作用,在不同环境湿度下测量时会产生不同的结果,因此在太赫兹探测器测量过程中需要严格的控制大气的湿度,从测试数据可得到,大气中的湿度越小越好。特别是在3.3 THz波段之前,由于本身的信号比较弱,如果水汽过大或测试过程中变化较大,将严重影响测试效果。该系统可以满足太赫兹探测器的研制、生产、检测和应用,它可以为材料的选取、工艺改进、数据补偿、光学系统设计、图像处理提供指导,同时也可以推动太赫兹武器装备效能的重要依据。因此,太赫兹探测器绝对光谱响应度的测量对器件设计制造者、成像装备系统设计制造者以及器件使用者来说都具有非常重要的指导意义。 展开更多

关键词 太赫兹探测器 反射法 绝对光谱响应度 相对光谱响应度 水汽

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采动影响下覆岩垮落过程的数值模拟 被引量：75

2

作者 刘红元 刘建新 唐春安 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期201-204,共4页

应用岩层破断过程分析SFPA2D系统 ,分析了采动影响下覆岩破坏的动态发展过程。数值模拟再现了上覆岩层离层、弯曲、沉降、开裂直至冒落的全过程 ,以及采动工作面推进过程中逐步演化的应力场和应变场。根据数值模拟的结果 ,初步探讨了覆... 应用岩层破断过程分析SFPA2D系统 ,分析了采动影响下覆岩破坏的动态发展过程。数值模拟再现了上覆岩层离层、弯曲、沉降、开裂直至冒落的全过程 ,以及采动工作面推进过程中逐步演化的应力场和应变场。根据数值模拟的结果 ,初步探讨了覆岩破断机理 ,指出覆岩的破断特征受分步开挖引起的应力重新分布及其损伤积累以及岩梁的非均质性的影响。 展开更多

关键词 覆岩破坏 数值模拟 应力分布 损伤 岩石

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多煤层开采时岩层垮落过程的数值模拟 被引量：41

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作者 刘红元 唐春安 芮勇勤 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期190-196,共7页

运用自行开发的岩层破断过程分析 (SFPA2D)系统模拟了多煤层开采时岩层的垮落过程。数值模拟结果表明 ,虽然上部煤柱的存在改变了上覆岩层结构 ,但岩层的垮落仍具有明显的周期性 ,地表的水平移动和垂直下沉仍具有明显的对称性 ;当垮落... 运用自行开发的岩层破断过程分析 (SFPA2D)系统模拟了多煤层开采时岩层的垮落过程。数值模拟结果表明 ,虽然上部煤柱的存在改变了上覆岩层结构 ,但岩层的垮落仍具有明显的周期性 ,地表的水平移动和垂直下沉仍具有明显的对称性 ;当垮落带高度达到上部煤柱后 ,可能出现大面积的垮落 ,产生较大的次生来压现象 ,从而影响下部长壁工作面的安全。通过和相似材料模拟以及理论分析结果的对比 ,本次数值模拟基本上反映了多煤层开采时采动岩体的动态发展过程 。 展开更多

关键词 覆岩破坏 数值模拟 支承压力 开采沉陷 多煤层开采

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对称和非对称载荷下声发射特征的数值模拟研究 被引量：7

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作者 刘红元 唐春安 +1 位作者 杨天鸿 李连崇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期383-388,共6页

利用自行开发的岩石破裂过程分析RFPA2D系统,研究了对称载荷和非对称载荷下岩样的破坏过程以及破坏过程中所呈现的声发射特征。数值模拟结果演示两种条件下由微破裂诱致宏观破坏的演化过程以及和微破裂相关的声发射事件源的空间分布特... 利用自行开发的岩石破裂过程分析RFPA2D系统,研究了对称载荷和非对称载荷下岩样的破坏过程以及破坏过程中所呈现的声发射特征。数值模拟结果演示两种条件下由微破裂诱致宏观破坏的演化过程以及和微破裂相关的声发射事件源的空间分布特征和事件序列特征。数值模拟结果指出,和对称载荷压缩实验相比,两者的最大区别在于在非对称载荷压缩实验中局部的剪切破坏的发生以及一个更加局部化的声发射事件源分布。从物理意义上讲非对称载荷实验提供了在预定破裂路径下研究脆性破坏的方法,从声发射研究方面来说非对称实验比对称实验能更好地观察声发射事件源的局部化。 展开更多

关键词 局部化 声发射 微破裂 非对称载荷 岩石破裂 对称载荷

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承压水底板失稳过程的数值模拟 被引量：1

5

作者 刘红元 唐春安 《煤矿开采》 2001年第1期50-51,41,共3页

利用自行开发的岩层破断过程分析系统 ,对承压水底板的失稳过程进行了数值模拟。根据模拟结果 ,分析了承压水底板失稳的机理 ,对承压水底板的突水部位进行了预测。通过与理论分析方法和实验的对比 。

关键词 底板突水 数值模拟 承压水 失稳机理 突水机理 力学模型

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地表塌陷过程的数值模拟研究──地铁开挖引起广州珠海广场地表塌陷探究 被引量：2

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作者 刘红元 杨天鸿 +1 位作者 唐春安 陆培炎 《工程设计CAD与智能建筑》 2000年第8期26-29,共4页

应用AutoCAD及自行开发的岩土破坏过程分析系统（RFPA2D）对地铁施工过程中广州海珠广场地表沉陷过程进行了数值模拟分析，数值模拟再现了广场附近地表塌陷的过程，根据数值模拟结果指出了海珠广场地表塌陷的原因。

关键词 地铁开挖 数值模拟 地表沉陷 AUTOCAD 地铁施工

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单色面阵光源设计

7

作者 刘红元 王恒飞 +1 位作者 应承平 吴斌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期188-190,共3页

提出并研究了一种"单色仪+积分球"为主体设计的单色、大面积、高均匀性辐射光源.该光源采用四套单色仪,在每台单色仪输出口进行会聚,通过大芯径光纤束将单色光从不同的方向(对称状)注入到积分球中.相比于传统采用一台单色仪,... 提出并研究了一种"单色仪+积分球"为主体设计的单色、大面积、高均匀性辐射光源.该光源采用四套单色仪,在每台单色仪输出口进行会聚,通过大芯径光纤束将单色光从不同的方向(对称状)注入到积分球中.相比于传统采用一台单色仪,该光源提高了积分球的输出功率和积分球输出面的均匀性,并通过实验对积分球输出波长、输出功率及输出口均匀性进行了测量.结果表明:在积分球输出口面上,在输出波长范围400~1 000nm内,波长准确度可以达到2nm,输出功率最小可以达到0.2mW,输出面均匀性比传统设计也提高了0.6%. 展开更多

关键词 光学设计 面阵光源 高均匀性 对称法 单色仪 积分球 光纤束 成像器件

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太赫兹探测器相对光谱响应校准技术

8

作者 刘红元 吴斌 +3 位作者 王洪超 李京松 杨延召 蔡高航 《太赫兹科学与电子信息学报》 2022年第12期1245-1248,1256,共5页

随着太赫兹探测技术的发展,精确测量太赫兹探测器的光谱响应变得越来越重要。分析了太赫兹探测器相对光谱响应的测量原理,搭建了一套太赫兹探测器相对光谱响应测量系统,对系统测量不确定度来源进行分析,选用太赫兹探测器对测量系统不确... 随着太赫兹探测技术的发展,精确测量太赫兹探测器的光谱响应变得越来越重要。分析了太赫兹探测器相对光谱响应的测量原理,搭建了一套太赫兹探测器相对光谱响应测量系统,对系统测量不确定度来源进行分析,选用太赫兹探测器对测量系统不确定度进行验证。通过分析实验数据可知,在1~10 THz范围内,系统的扩展不确定度为9.2%,可以满足目前太赫兹探测器相对光谱响应测量的需求。 展开更多

关键词 太赫兹探测器 光谱响应度 交替法 测量不确定度

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非均匀性对岩石介质中裂纹扩展模式的影响 被引量：68

9

作者 唐春安 刘红元 +1 位作者 秦四清 杨志法 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期116-121,共6页

运用岩石破裂过程分析ＲＦＰＡ２Ｄ系统，通过对岩石试样中预置的倾斜裂纹扩展过程的数值模拟，研究了材料非均匀性对岩石介质中裂纹扩展模式的影响．数值模拟再现了受压试样在裂纹扩展过程中逐步演变的应力场和应变场，以及与岩石非均... 运用岩石破裂过程分析ＲＦＰＡ２Ｄ系统，通过对岩石试样中预置的倾斜裂纹扩展过程的数值模拟，研究了材料非均匀性对岩石介质中裂纹扩展模式的影响．数值模拟再现了受压试样在裂纹扩展过程中逐步演变的应力场和应变场，以及与岩石非均匀性有关的声发射和断裂扩展模式的“岩桥”现象．模拟结果说明，岩石的非均匀性对含裂纹试样的变形、破裂过程及其破坏模式有很大的影响． 展开更多

关键词 非均匀性 断裂 损伤 数值模拟 岩石介质 裂纹

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承压水底板突水失稳过程的数值模型初探 被引量：58

10

作者 杨天鸿 唐春安 +2 位作者 刘红元 朱万成 冯启言 《地质力学学报》 CSCD 2003年第3期281-288,共8页

利用自行开发的岩石破裂过程渗流与应力耦合分析系统F RFPA2D,对承压水底板破裂失稳过程进行了数值模拟。在这个数值模型中,材料在开裂破坏过程中流体压力传递通过单元渗流 损伤耦合迭代来实现。根据模拟结果,分析了承压水底板失稳的机... 利用自行开发的岩石破裂过程渗流与应力耦合分析系统F RFPA2D,对承压水底板破裂失稳过程进行了数值模拟。在这个数值模型中,材料在开裂破坏过程中流体压力传递通过单元渗流 损伤耦合迭代来实现。根据模拟结果,分析了承压水底板失稳的机理,对承压水底板的突水部位的预测进行了探讨。得出了与实际基本一致的结果,说明了F RFPA2D作为一种新的数值模拟方法,可以用来研究承压水底板突水问题。 展开更多

关键词 底板突水 数值模拟 破裂失稳过程 渗流 应力耦合

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分步开挖对采场顶板破坏机理和形态影响的数值模拟

11

作者 刘红元 唐春安 《东北煤炭技术》 2000年第2期7-11,共5页

利用最近研制开发的岩层破断过程分析系统(SFPA^(2D))模拟了分步开挖对采场顶板破坏机理和破断形态的影响。数值模拟再现了分步开挖时采场顶板的应力释放、转移、变形状况,直至最后在岩梁的端部和中部开裂、冒落的全过程。根据数值模拟... 利用最近研制开发的岩层破断过程分析系统(SFPA^(2D))模拟了分步开挖对采场顶板破坏机理和破断形态的影响。数值模拟再现了分步开挖时采场顶板的应力释放、转移、变形状况,直至最后在岩梁的端部和中部开裂、冒落的全过程。根据数值模拟的结果,指出采场顶板的破坏受开挖工艺特点而引起的力学响应的影响,顶板破断的非对称性是由分步开挖反复加载、卸载扰动引起的损伤积累而形成的。 展开更多

关键词 分步开挖 损伤积累 覆岩破坏 数值模拟

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单色仪波长校准方法研究

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作者 刘红元 应承平 《科技信息》 2009年第29期I0409-I0410,共2页

本文从理论上解决的红外探测器相对光谱响应(单色仪)的溯源,利用激光器代替光源,产生单色光。根据单缝衍射和多光束干涉的原理可知,当光垂直入射到光栅面上时,则透过各狭缝的光线因衍射向各个方向传播,经会聚镜会聚后多光束发生干涉,并... 本文从理论上解决的红外探测器相对光谱响应(单色仪)的溯源,利用激光器代替光源,产生单色光。根据单缝衍射和多光束干涉的原理可知,当光垂直入射到光栅面上时,则透过各狭缝的光线因衍射向各个方向传播,经会聚镜会聚后多光束发生干涉,并在其焦平面上形成一系列对称排列的明条纹,这些明条纹的波长以单色光的倍数递增,这样我们通过旋转光栅,就可以在输出端得到需要的波长。这样也解决了多个光源的问题,只要信噪比足够大,选择合适的激光器代替光源,就可以解决单色仪整个波段的溯源性。 展开更多

关键词 光栅 单色仪 溯源

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高放废料地质处置中多场耦合作用下的岩石破裂问题 被引量：17

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作者 唐春安 马天辉 +1 位作者 李连崇 刘红元 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期3932-3938,共7页

综述岩石力学中热-水-力耦合模型的研究进展,认为在热-水-力耦合作用下的岩石(岩体)破裂过程演化将直接影响高放射性废料地质处置库周围围岩的热力学特性、渗流特性和力学稳定性,进而影响高放射性核素在围岩中的迁移规律。通过建立一种... 综述岩石力学中热-水-力耦合模型的研究进展,认为在热-水-力耦合作用下的岩石(岩体)破裂过程演化将直接影响高放射性废料地质处置库周围围岩的热力学特性、渗流特性和力学稳定性,进而影响高放射性核素在围岩中的迁移规律。通过建立一种描述热-水-力耦合条件下岩石破裂演化过程的细观力学模型,来揭示热-水-力耦合条件下宏观岩体结构破坏行为。计算分析结果表明,这种模型对于高放废料地质处置的可靠性分析具有重要的科学价值及现实意义。 展开更多

关键词 岩石力学 热-水-力耦合 高放射性废料 破裂过程 数值模型

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水压致裂过程分析的数值试验方法 被引量：25

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作者 杨天鸿 唐春安 +1 位作者 刘红元 朱万成 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2001年第5期51-54,共4页

应用自主开发的岩石破坏过程渗流与应力耦合分析软件 Ｆ－ＲＦＰＡ^（２Ｄ）研究均质、非均质岩石水压致裂过程，对比理论解验证数值模拟软件的可靠性，为该问题破裂机制的研究提供新的分析方法．

关键词 水压致裂 数值模拟 破坏过程 渗流-应力耦合分析 软件F-RFPA^2D 岩石

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含瓦斯“试样”突出现象的RFPA^(2D)数值模拟 被引量：16

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作者 唐春安 芮勇勤 +1 位作者 刘红元 刘建新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期501-505,共5页

运用新近开发的岩石破坏过程分析RFPA2D (RockFailureProcessAnalysis)系统 ,以含瓦斯煤岩的破坏过程分析为例 ,通过对含瓦斯煤岩突出孕育机制及其声发射的数值模拟 ,说明了数值模拟方法给含瓦斯煤岩突出机制及其预测理论的发展所带来... 运用新近开发的岩石破坏过程分析RFPA2D (RockFailureProcessAnalysis)系统 ,以含瓦斯煤岩的破坏过程分析为例 ,通过对含瓦斯煤岩突出孕育机制及其声发射的数值模拟 ,说明了数值模拟方法给含瓦斯煤岩突出机制及其预测理论的发展所带来的新契机 .数值模拟再现了含瓦斯煤岩突出的发生、发展过程 ,模拟结果表明 ,复杂的瓦斯煤岩断裂、突出现象可能是一些简单机理的演化结果 . 展开更多

关键词 瓦斯 煤岩突出 数值模拟 岩石破坏过程分析

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用激光拉曼光谱研究乙醇对水分子氢键的影响 被引量：9

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作者 吴斌 陈坤峰 +4 位作者 王恒飞 应承平 史学舜 刘红元 骆晓森 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期2951-2956,共6页

为研究少量乙醇分子对纯水中氢键作用的影响，测量了0~10%体积浓度区间乙醇-水溶液和纯水中羟基伸缩振动的激光拉曼光谱，并根据不同样品拉曼光谱间的差分光谱分析了低浓度溶液中乙醇分子的水合作用。研究结果表明：当向纯水中加入少量... 为研究少量乙醇分子对纯水中氢键作用的影响，测量了0~10%体积浓度区间乙醇-水溶液和纯水中羟基伸缩振动的激光拉曼光谱，并根据不同样品拉曼光谱间的差分光谱分析了低浓度溶液中乙醇分子的水合作用。研究结果表明：当向纯水中加入少量乙醇分子至4%体积浓度的过程中，水分子的四面体氢键网状结构得到扩大，同时乙醇分子疏水基团周围的水分子间氢键作用也得到加强；随着溶液中乙醇浓度的增加，乙醇分子间由于疏水水合作用逐渐聚集到了一起，造成溶液中疏水基团与水分子总的作用面积减少，溶液中的水分子氢键网状结构变得松散，最终一些水分子会脱离氢键网状结构并以大小不等的团簇存在于溶液中，而乙醇分子的亲水基团则与其周围的自由水分子通过氢键缔合在一起。 展开更多

关键词 氢键 拉曼光谱 乙醇 水合作用

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地铁开挖引起地表沉陷过程的数值模拟 被引量：18

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作者 杨天鸿 梁正召 +2 位作者 刘红元 唐春安 陆培炎 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1620-1626,共7页

本文应用自行开发的岩石破坏过程分析软件F-RFPA2D对广州地铁二号线隧道施工引起海珠广场地表沉陷事故进行了数值模拟分析,再现了岩体塌陷破坏的全过程,阐明了沉陷事故的原因。

关键词 隧道 地表沉陷 数值模拟

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基于数字图像处理的岩石细观破裂力学分析 被引量：12

18

作者 于庆磊 唐春安 +2 位作者 朱万成 刘红元 梁正召 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2006年第4期60-64,共5页

将数字图像处理技术引入到岩石破裂过程分析RFPA2D(Rock Failure Process Analysis)系统,建立了岩石细观结构破坏过程分析方法．首先提取岩石的细观结构图像,再转化成RFPA2D的前处理数据和数值分析网格,然后进行应力求解和破坏分析．以... 将数字图像处理技术引入到岩石破裂过程分析RFPA2D(Rock Failure Process Analysis)系统,建立了岩石细观结构破坏过程分析方法．首先提取岩石的细观结构图像,再转化成RFPA2D的前处理数据和数值分析网格,然后进行应力求解和破坏分析．以花岗岩细观结构为例,阐述了运用基于数字图像处理技术的RFPA2D方法进行岩石细观结构破坏分析的过程．结果表明,在岩石破裂过程数值模拟分析中引入数字图像处理技术是岩石细观结构破坏力学行为研究的一种方便而有效的方法． 展开更多

关键词 数字图像 细观结构 RFPA^2D 细观力学

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材料破坏过程中应力分布的数值光弹图 被引量：15

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作者 唐春安 朱万成 +1 位作者 李连崇 刘红元 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2002年第5期47-50,共4页

介绍应用材料破坏过程分析（MFPA）系统进行材料破坏过程应力场分析的“数值光弹”方法 。给出了几种材料试样在外部载荷作用下变形或破坏时的内部应力分布条纹图.结果表明（MFPA）系统为研究材料破坏过程中的应力分布提供了一种简单易... 介绍应用材料破坏过程分析（MFPA）系统进行材料破坏过程应力场分析的“数值光弹”方法 。给出了几种材料试样在外部载荷作用下变形或破坏时的内部应力分布条纹图.结果表明（MFPA）系统为研究材料破坏过程中的应力分布提供了一种简单易行的分析方法。 展开更多

关键词 材料破坏 应力分布 光弹图 数值模拟

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太赫兹波在砷化镓波导中的产生与传输 被引量：7

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作者 吴斌 刘志明 +5 位作者 王恒飞 应承平 王俊龙 刘红元 李国超 王洪超 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期3903-3906,共4页

为提高太赫兹（THz）波的产生效率,研究了飞秒激光与GaAs晶体的相互作用。首先研究了块状GaAs晶体中泵浦光与THz波间的相位匹配,结果显示泵浦光的群折射率曲线与THz波的折射率曲线不存在交点,表明了块状晶体结构中相位失配问题的存在;... 为提高太赫兹（THz）波的产生效率,研究了飞秒激光与GaAs晶体的相互作用。首先研究了块状GaAs晶体中泵浦光与THz波间的相位匹配,结果显示泵浦光的群折射率曲线与THz波的折射率曲线不存在交点,表明了块状晶体结构中相位失配问题的存在;然后设计了四种不同尺寸的波导结构,根据波导理论计算了波导结构在0.1-6 THz波段的折射率,并结合波导的吸收和色散参数分析了THz波在晶体中的最佳传输距离。研究结果表明,GaAs波导结构能够有效增大泵浦光与THz波的相位匹配程度,从而提高飞秒激光与晶体耦合过程中THz波的产生效率。研究为基于飞秒激光与GaAs晶体相互作用的高效THz产生技术提供了理论依据。 展开更多

关键词 相位匹配 GaAs波导 THz产生

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