發(fā)布時(shí)間：2019-02-09 07:52

【摘要】：近年來(lái),空氣等離子體產(chǎn)生太赫茲波的研究受到廣泛關(guān)注,與傳統(tǒng)太赫茲源不同,空氣作為太赫茲源沒(méi)有聲子共振和損傷閾值,在寬帶太赫茲波產(chǎn)生方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),為炸藥材料的太赫茲吸收光譜研究拓寬了視野。為研究空氣等離子體產(chǎn)生太赫茲波技術(shù)的物理機(jī)制,本論文對(duì)窄帶、寬帶太赫茲源的發(fā)展進(jìn)行了概述,對(duì)比分析了空氣等離子體與光電導(dǎo)天線(xiàn)、電光晶體等太赫茲源的優(yōu)劣勢(shì),并采用非線(xiàn)性四波混頻模型和光電流模型進(jìn)行理論分析,得出太赫茲輻射效率與雙色激光脈沖強(qiáng)度和相位相關(guān),從宏觀(guān)和微觀(guān)兩個(gè)角度闡明了空氣等離子體輻射太赫茲波的原理。基于理論分析和實(shí)驗(yàn)影響因素分析,設(shè)計(jì)并成功搭建了雙色飛秒激光誘導(dǎo)空氣等離子體產(chǎn)生太赫茲波的相干檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng),研究了不同焦距透鏡條件對(duì)等離子體成絲效果的影響和不同Zn Te晶體角度條件對(duì)太赫茲輻射效果的影響,最終系統(tǒng)調(diào)試完成測(cè)試得到太赫茲波有效帶寬為2.0THz。在應(yīng)用研究方面,自制了RDX、α/β-HMX三種炸藥樣品并開(kāi)展太赫茲吸收光譜研究,獲得了炸藥樣品在0.1THz~2.0Thz之間的太赫茲特征吸收峰。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,該系統(tǒng)測(cè)得的炸藥樣品吸收譜與其他科研團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合,從而驗(yàn)證了太赫茲空氣電離相干檢測(cè)系統(tǒng)的正確性和可行性。
[Abstract]:In recent years, the research on the generation of terahertz waves by air plasma has received extensive attention. Unlike traditional terahertz sources, air as a terahertz source has no phonon resonance and damage threshold, and has unparalleled advantages in the generation of broadband terahertz waves. The study of terahertz absorption spectrum of explosive materials broadens the field of vision. In order to study the physical mechanism of terahertz wave generation by air plasma, the development of narrowband and wideband terahertz sources is summarized in this paper, and the advantages and disadvantages of air plasma and photoconductive antennas, electro-optic crystals and so on are compared and analyzed. The nonlinear four-wave mixing model and photocurrent model are used for theoretical analysis. It is concluded that the terahertz radiation efficiency is related to the intensity and phase of the two-color laser pulse. The principle of terahertz wave radiated by air plasma is explained from macro and micro perspectives. Based on theoretical analysis and experimental analysis, a coherent detection system for THz produced by two-color femtosecond laser induced air plasma is designed and successfully constructed. The effects of different focal length lens conditions on plasma filament-forming effect and the effect of different Zn Te crystal angle conditions on terahertz radiation are studied. Finally, the effective bandwidth of terahertz wave is 2.0THz. In the applied research, three kinds of RDX, 偽 / 尾-HMX explosives were prepared and the terahertz absorption spectra were studied. The terahertz characteristic absorption peaks between 0.1THz~2.0Thz were obtained. Through the analysis of experimental data, it is found that the absorption spectrum of explosive samples measured by this system is in good agreement with the experimental results of other scientific research teams, which verifies the correctness and feasibility of the terahertz air ionization coherence detection system.
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O441.4

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本文編號(hào)：2418864