鈮酸鋰太赫茲強源及其應用
吳曉君
商品描述
鈮酸鋰太赫茲強源及其應用 系統介紹了超快激光泵浦鈮酸鋰晶體產生強場太赫茲（THz）波的相關理論、實驗技術與應用。全書共9章。概述了THz波的發現及其特點，引入強場THz波的概念並介紹當前常見的產生方法；接著詳細論述了鈮酸鋰產生強場THz波的理論基礎，包括傾斜波前技術發展歷程、理論模型以及相關的計算方法等；然後介紹了鈮酸鋰強場THz波產生實驗技術，包括實驗光路、激光器參數等對THz波產生的影響，以及強場THz波探測技術；隨後探討了強場THz非線性光譜技術，包括強場THz泵浦-THz探測技術等；還介紹了強場THz耦合的先進非平衡態探測技術，如局域場增強技術、超快電子衍射探測技術等；介紹了強場THz技術在半導體材料、電子加速與操控等領域的應用。
本書主要面向物理學、化學、材料科學等領域的科研人員、研究生以及對THz技術感興趣的讀者。
作者簡介
吳曉君
北京航空航天大學教授、博士生導師，德國洪堡學 者，美國光學學會會士（Optica Fellow），國家“萬人計劃”青年拔尖人才，青年北京學 者。主要從事高能強場太赫茲光源輻射理論、關鍵技術及應用研究工作，以第 一作者或通信作者身份在Nature Photonics、Nature Communications、Advanced Materials等SCI收錄期刊發表論文70餘篇，在國內外重要學術會議做大會報告40餘次。獲得國際紅外毫米波太赫茲大會首 個女科 學家獎、第 一屆超快科學全球女科 學家獎、第 一屆中國科技青年論壇一等獎和總論壇最 高獎“科技新星獎”等榮譽和獎勵。
目錄大綱
第1 章 強場THz 波簡介 1
1.1 THz 波 1
1.1.1 從紅外探測到THz 波的發現.1
1.1.2 THz 波在電磁頻譜中的位置4
1.1.3 THz 波的特點.5
1.2 強場THz 波 6
1.2.1 強場THz 波的定義與特點6
1.2.2 強場THz 波的應用.7
本章小結 8
參考文獻 8
第2 章 基於超快激光泵浦的強場THz 波產生. 11
2.1 基於超快激光泵浦非線性晶體產生強場THz 波. 14
2.2 飛秒激光誘導等離子體的THz 波產生 15
2.2.1 氣體等離子體產生強場THz 波.16
2.2.2 液體等離子體產生強場THz 波.22
2.2.3 固體等離子體產生強場THz 波.24
2.3 金屬絲等離子體產生強場THz 波. 30
2.4 飛秒激光泵浦磁性材料及其異質結產生強場THz 波 31
本章小結 35
參考文獻 36
第3 章 鈮酸鋰強場THz 波產生理論 38
3.1 傾斜波前技術發展歷程 38
3.1.1 光學整流機制38
3.1.2 傾斜波前理論的提出38
3.2 傾斜波前理論基礎 40
3.2.1 理論模型需考慮的關鍵因素41
3.2.2 電磁理論基礎42
3.2.3 波束傳輸法和鈮酸鋰傾斜波前技術的理論模型.49
3.2.4 分離變量法53
本章小結 56
參考文獻 57
第4 章 鈮酸鋰強場THz 波產生實驗技術 59
4.1 鈮酸鋰傾斜波前光路. 59
4.1.1 典型的傾斜波前光路59
4.1.2 接觸光柵法傾斜波前光路59
4.1.3 非鈮酸鋰傾斜波前光路.66
4.2 激光器參數對強場THz 波產生的影響 71
4.2.1 中心波長.72
4.2.2 脈沖寬度.72
4.2.3 功率密度.74
4.3 傾斜波前元件對強場THz 波產生的影響. 75
4.3.1 光柵76
4.3.2 台階鏡77
4.4 成像系統對強場THz 波產生的影響 87
4.5 晶體參數對強場THz 波產生的影響 88
4.5.1 鈮酸鋰晶體摻雜濃度88
4.5.2 鈮酸鋰晶體溫度.90
4.6 鈮酸鋰多周期強場THz 波的產生. 95
本章小結. 102
參考文獻. 102
第5 章 強場THz 波探測技術 104
5.1 直接能量探測器. 104
5.1.1 熱釋電探測器104
5.1.2 戈萊探測器.105
5.1.3 發光二極管強場THz 波探測器.106
5.2 強場THz 光斑質量診斷方法111
5.2.1 熱釋電陣列相機112
5.2.2 液芯片探測THz 光斑112
5.2.3 熱敏紙探測THz 光斑113
5.2.4 強場THz 發光二極管相機.114
5.3 強場THz 波形診斷技術 115
5.3.1 強場THz 電光取樣技術115
5.3.2 單發測量技術116
5.4 磁場分量探測 118
5.4.1 磁場分量探測原理118
5.4.2 探測結果表徵119
本章小結. 120
參考文獻. 120
第6 章 強場THz 非線性光譜技術. 122
6.1 強場THz 非線性光譜技術簡介 122
6.1.1 技術內涵. 122
6.1.2 研究範疇. 123
6.1.3 幾何光路. 123
6.2 強場THz 泵浦-THz 探測技術 124
6.2.1 典型光路介紹 124
6.2.2 數據採集原理 125
6.2.3 數據處理技術 126
6.2.4 應用實例. 126
6.3 強場THz 泵浦-光克爾效應探測技術 128
6.3.1 典型光路介紹 128
6.3.2 數據採集原理 129
6.3.3 數據處理技術 129
6.3.4 應用實例. 130
6.4 二維強場THz 非線性光譜技術 130
6.4.1 典型光路介紹 131
6.4.2 數據採集原理 132
6.4.3 數據處理技術133
6.4.4 應用實例133
6.5 光泵浦-強弱THz 交替探測光譜技術 136
6.5.1 典型光路介紹136
6.5.2 數據採集方法137
6.5.3 數據處理技術138
本章小結. 138
參考文獻. 138
第7 章 強場THz 耦合的先進非平衡態探測技術. 140
7.1 研究背景及意義. 140
7.2 利用強場THz 耦合微納結構實現局域場增強 142
7.2.1 共振增強非線性THz 超錶面143
7.2.2 非共振增強非線性THz 超錶面.145
7.2.3 THz 量子隧穿效應在金納米結構中的研究.148
7.3 強場THz 耦合角分辨光電子譜 149
7.4 強場THz 耦合超快電子衍射探測技術 151
7.4.1 技術原理152
7.4.2 應用實例152
7.5 強場THz 耦合超快X 射線衍射探測技術. 155
7.5.1 技術原理155
7.5.2 應用實例156
本章小結. 158
參考文獻. 159
第8 章 強場THz 技術在半導體材料中的應用 161
8.1 強場THz 脈沖誘導半導體材料碰撞電離 161
8.1.1 強場THz 脈沖誘導Si 碰撞電離161
8.1.2 強場THz 脈沖誘導InAs 碰撞電離165
8.2 強場THz 脈沖誘導半導體材料谷間散射 168
8.2.1 強場THz 脈沖誘導GaAs 谷間散射169
8.2.2 強場THz 脈沖誘導Si 谷間散射170
8.2.3 強場THz 脈沖誘導InAs 谷間散射. 173
本章小結. 176
參考文獻. 176
第9 章 強場THz 波在電子加速與操控中的應用. 178
9.1 粒子加速器簡介. 178
9.1.1 粒子加速器發展歷程 179
9.1.2 THz 電子加速原理 182
9.1.3 THz 電子加速模擬理論 185
9.2 強場THz 電子槍 189
9.2.1 THz 電子槍簡介. 189
9.2.2 THz 電子槍實例. 190
9.3 強場THz 電子加速器. 196
9.3.1 單級THz 電子加速器 196
9.3.2 THz 級聯電子加速器 199
9.4 強場THz 電子脈沖壓縮與操控技術. 201
9.4.1 強場THz 電子脈沖壓縮技術 202
9.4.2 強場THz 電子脈沖多維操控 203
9.5 基於THz 電子加速器的小型化X 射線源. 205
9.5.1 小型化X 射線源發展歷程 205
9.5.2 全光THz 電子加速概念. 208
本章小結. 208
參考文獻. 209
