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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林福星
論文名稱:利用碲化鋅的光整流效應產生兆赫波之研究
論文名稱(外文):Terahertz waves generation by optical rectification of ZnTe
指導教授:洪勝富
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
中文關鍵詞:兆赫波光整流碲化鋅
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摘要
以短脈衝雷射為激發光源的兆赫波輻射,近年來已被廣泛地研究與應用。初期研究首重兆赫波的強度及穩定,以光導天線發射器和接收器為主,到了八零年代未期,短脈衝雷射照射電光晶體,藉由光整流效應產生較高頻的兆赫波漸被重視,使得兆赫波輻射研究漸走向高頻寬研究。
在本論文中,藉由實驗室所提供的鈦藍寶石短脈衝雷射當作入射光源,正向入射電光晶體碲化鋅(ZnTe),由於碲化鋅是屬非線性晶體,也就是說電極化和電場呈現非線性關係,其中的二階非線性項具有整流訊號,就好像是在晶體間產生一個”直流”的偏壓,因光而”直流”偏壓表示光整流(類似電路上將交流轉成直流的整流器)。在晶體內所產生的”直流”偏振可以產生電磁波,這電磁波的頻率達到兆赫的數量級,也就是我們所稱的兆赫波。
在探測系統方面,我們也利用碲化鋅的電光效應來探測兆赫波,藉由晶體受電場而改變其折射率,應用激發-探測技術(pump-probe technology)來探知產生的兆赫波相對電場。
本論文主要是研究利用短脈衝雷射照射電光晶體碲化鋅(ZnTe)所產生兆赫波的頻域分佈,實驗最後得到約3THz的頻寬,其頻譜上的分佈,以0.5Thz和2.5THz為兩個訊號高峰,其中較高頻的訊號總量大於較低頻訊號,相對到時域上,也發現有很明顯的兩個不同訊號。另外我們再加以討論碲化鋅的厚度及溫度對兆赫波在頻譜上的影響。

目錄
第一章 序論
1-1前言………………………………………………………………………………..1
1-2兆赫幅射簡史與應用……………………………………………………………..1
1-3本文動機和目的…………………………………………………………………..2
第二章 理論分析與研究
2-1電流脈衝…………………………………………………………………………..5
2-2光整流機制………………………………………………………………………..6
2-3<110>閃鋅晶體(zincblende crystals)的光整流效應…………….………………..9
2-4自由空間電光取樣(free-space electro-optic sampling)…………………………11
2-5影響ZnTe的EO量測THz因素…………………………………………………14
第三章 實驗系統
3-1雷射系統……………………………………………………….………………...24
3-2發射晶體和探測晶體-ZnTe……………………………………………………..25
3-3探測系統…………………………………………………………………………26
第四章 實驗結果與分析
4-1光整流產生兆赫波的時域和頻域圖……………………………………………34
4-2短脈衝雷射激發<110>ZnTe所產生的兆赫波………………………………….36
4-3其它影響光整流效應的因素……………………………………………………39
第五章 結論與展望………………………………………………………………77
參考文獻……………………………………………………………………………..79

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