基于少周期激光脉冲与气体等离子体作用的太赫兹到中红外超宽带辐射产生

超强少周期激光脉冲与气体等离子体作用可以产生强的宽带太赫兹脉冲辐射。本文以数值计算为主要工具研究了少周期激光脉冲与气体等离子体成丝作用产生的等离子体电流及对应的太赫兹辐射特性。该过程中的等离子体电离处于多光子电离和隧道电离的过渡阶段。结果显示,该机制能够产生从太赫兹到中红外的超宽带辐射,且辐射的电场振幅是少周期激光脉冲载波相位的周期函数。太赫兹脉冲由激光脉冲脉宽和等离子体电离的时间演化确定,而不是由等离子体密度决定。本文为基于少周期激光脉冲与气体等离子体作用产生超宽带太赫兹辐射的实验提供了一定的理论参考。     

砷化镓p-i-n结构中的干扰效应对太赫兹波产生的影响与优化

基于超短激光脉冲泵浦砷化镓（GaAs）p-i-n异质结结构产生太赫兹辐射模型,通过数值模拟和理论分析,研究了干扰效应对产生太赫兹辐射的影响,以及i层厚度与干扰效应之间的相关性。结果显示,干扰效应会降低太赫兹脉冲的强度并使其频谱展宽,而且随着i层厚度的增加干扰效应的影响也在增加,该结果与已有的蒙特卡罗模拟结果相近。数值实验表明,超短激光泵浦GaAs p-i-n结构产生太赫兹脉冲源自于该结构中i层内的载流子振荡,且太赫兹脉冲特性依赖于载流子的浓度分布,干扰效应的影响以及载流子浓度分布依赖于i层厚度。     

基于超短激光脉冲泵浦砷化铝镓多层异质结构的宽带太赫兹辐射产生研究

半导体异质结构具有良好的束缚载流子的能力与产生大功率太赫兹辐射的潜力。但由于异质结构中等离子体非相干振荡的干扰效应造成了太赫兹辐射强度的大幅度降低,因此能够在基于砷化铝镓（）多层异质结构并通过调节其中铝的摩尔分数来调节窄带隙层的吸收系数,从而使得异质结构每一个窄带隙层的激发载流子数目大致相同,达到几乎完全消除干扰效应的目标。基于砷化铝镓多层异质结构的太赫兹辐射产生模型,结合数值计算研究了宽带太赫兹辐射的输出特性,获得泵浦激光脉冲宽度与产生的太赫兹脉冲之间的定量关系,并分析了泵浦激光脉冲参数对产生的太赫兹脉冲各项参数的影响。本项研究为开展半导体材料与器件相关的宽带太赫兹辐射源提供了一定的理论参考。