【成像】【1】Terahertz辐射

前言

还是看书好，只是看论文完全不知道是什么东西。都变成学语文的了。

太赫兹
1 T H z = 1 0 12 H z 1THz = 10^{12}Hz 1THz=1012Hz
频率范围在0.1-10 THz，相应的波长在3 mm-30 μm，介于毫米波和红外光学之间的电磁波谱区域

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辐射源

宽频带源：基于超短光脉冲转化为几个周期太赫兹脉冲实现
连续波源：光谱窄很多

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探测方法

对于短的光脉冲来说，可用基于光闸的相干检测方法
检测由吸收太赫兹辐射造成的温升
探测太赫兹光子

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Auston开关

Auston开关包括一种材料，其电导率强烈依赖于光电导材料的光照。

当光辐射的短脉冲打开了开关，一个相应的具有太赫兹范围内的短脉冲就产生了！

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飞秒激光

应用最广泛的太赫兹光谱系统是基于模式锁定激光器的飞秒脉冲

模式锁定，能产生短的、高能的、周期的激光脉冲

拥有宽增益介质的激光腔支持在许多腔模上发射激光

但是，在自由运转的激光器中，这些腔模没有特定的相位关系，并且随时间变化的激光输出结果，会在随机的短时间内波动（在一个水平上波动）

而在模式锁定的激光器中，所有腔模都被迫有一个固定的相位关系
这些腔模叠加结果是一个持续时间为腔往返时间的单脉冲！！

几种现存的方法都可以导致锁模

在主动锁模中，腔的损耗在腔往返时间内被调制
在被动锁模中，一种可以减少更多强烈脉冲造成损失的元素，被引入腔中——常用的技术是克尔透镜、饱和吸收器

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模式锁定激光理论的结论

对于任何脉冲来说，时间带宽积必须服从
Δ ν Δ τ ≥ 2 l n 2 π ≅ 0.44 \Delta \nu \Delta \tau \ge \frac{2ln2}{\pi} \cong 0.44 ΔνΔτ≥π2ln2≅0.44
其中 Δ ν \Delta \nu Δν是激光器的光谱带宽， Δ τ \Delta \tau Δτ是模式锁定脉冲的持续时间

为了达到最短的脉冲，要求一个大的光谱带宽

常用的材料是doped钛的氧化铝
——其有特别大的光谱带宽（ 650 n m ⇒ 1100 n m 650nm\Rightarrow1100nm 650nm⇒1100nm）

doped钛的蓝宝石（ α − A l 2 O 3 \alpha-Al_2O_3 α−Al2O3）也有高的导热度，从而允许高的光泵浦

光泵浦：利用外界光源发出的光来辐照激光工作物质以实现粒子数反转
泵浦pump：抽运，把处于基态的粒子，激励到高能态(产生激光的能态）。光泵浦就是用光抽运。一般用氙灯或氪灯完成。用他们发出的强光照射激光介质，完成粒子数反转

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激光增益介质

铷（Rb）玻璃（ 1040 n m ⇒ 1070 n m 1040nm\Rightarrow1070nm 1040nm⇒1070nm）

doped铷的光纤（ 1040 n m ⇒ 1070 n m 1040nm\Rightarrow1070nm 1040nm⇒1070nm）

doped镱（Yb）的光纤（ 1030 n m ⇒ 1080 n m 1030nm\Rightarrow1080nm 1030nm⇒1080nm）

doped铒（Er）的光纤（ 1520 n m ⇒ 158 n m 1520nm\Rightarrow158nm 1520nm⇒158nm）

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最近（2016），以光纤为基础的飞秒系统引起人们兴趣——尺寸小、成本低

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来自：《太赫兹光谱与成像》