导读:本文包含了太赫兹波产生论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:二维材料,范德瓦尔斯异质结,界面,太赫兹波产生
太赫兹波产生论文文献综述
姚泽瀚[1]（2019）在《二维材料及其范德瓦尔斯异质结在太赫兹波产生与调制中的应用研究》一文中研究指出太赫兹波段相关应用技术的发展离不开对太赫兹波段光电功能器件的设计和优化。二维材料因其原子级的厚度和相应的独特物理性质,被认为是未来实现小型化、集成化功能器件的优良材料。而基于二维材料与叁维材料相结合的范德瓦尔斯异质结,目前已经被应用于提高传统光电器件的性能。在太赫兹波段,二维材料以及二维/叁维范德瓦尔斯异质结已被用于制备性能优良的太赫兹波调制器,且有望实现高效太赫兹波产生。基于此,一方面,本文选择二维半金属材料石墨烯以及二维绝缘材料氮化硼,将其分别与硅接触形成多维混合型范德瓦尔斯异质结(Mixed-dimensional van der Waals heterostructure),详细研究了界面的物理过程对太赫兹波产生和调制的增强作用。另一方面,本文将石墨烯与超材料设计相结合,设计了石墨烯基超材料,利用石墨烯中的表面等离子体增强了石墨烯对太赫兹波的调制。本文的主要工作和创新性如下:(1)石墨烯/半导体范德瓦尔斯异质结界面中良好的载流子输运特性已经被用于提升传统的电子和光电子器件性能。然而,传统的界面探测方式对于范德瓦尔斯界面信息的探测能力有限,而且带有一定的损伤性。基于这个问题,我们提出了一种主动控制范德瓦尔斯异质结界面中太赫兹波产生的方法,并将该方法发展为新型的基于太赫兹界面辐射探测范德瓦尔斯界面光电特性的技术,用于测量石墨烯/二氧化硅/硅界面耗尽层内建电场和界面态中的载流子动力学过程。通过施加偏压的方法,可实现对太赫兹波产生44%的正向以及70%的反向调控。基于主动控制太赫兹波产生的光谱技术提供了一个观察界面耗尽、弱反型和强反型状态的途径,通过对强反型界面状态的分析,结合对界面中电场致光整流效应(EFIOR:electric field induced optical rectification)的理解,可以计算出石墨烯/二氧化硅/硅界面的耗尽层内建电场电势为-0.15 V。另外,提出了一种基于时间分辨太赫兹波产生的测量方法,可以获取界面态中载流子的弛豫时间常数。这项研究的意义在于提出了通过太赫兹波发射光谱技术对基于石墨烯的范德瓦尔斯异质结的界面进行表征的技术方法。相辅相成,石墨烯基范德瓦尔斯异质结也可用于太赫兹波产生的增强及主动调控中。该部分内容已经发表在ACS Appl.Mater.Interfaces SCI期刊上。(2)虽然半导体硅材料具有制备成本低的特点且广泛应用于现有光电器件中,其较低的载流子迁移速度限制了在太赫兹波产生源领域的应用。针对这个问题,基于石墨烯/硅范德瓦尔斯异质结,提出一种通过外加偏压有效增强硅界面载流子迁移速度的方法,实现太赫兹波产生的增强。在移除硅表面的自然氧化层后,石墨烯/硅界面不再形成反型层,偏压阈值被显着增大,从而外加反向偏压可有效增强石墨烯/硅界面中的太赫兹波产生强度。在同样的泵浦光强下,石墨烯/硅中的太赫兹波产生强度超过了传统的基于表面场效应发射太赫兹的半导体砷化镓(100)和基于光致丹倍效应(Photo-Dember effect)发射太赫兹的半导体砷化铟(100)。这项研究不仅在硅材料表界面实现了有效的太赫兹波产生增强,而且推动了太赫兹波发射光谱在探测混合多维型范德瓦尔斯异质结中的应用。该部分内容正在投稿中。(3)多维混合型范德瓦尔斯异质结已经被证明可以用于提高太赫兹波产生及调制性能,这对于太赫兹器件的发展有着重要的作用。然而,这些结果都是基于石墨烯二维半金属或者小带隙的二维半导体材料例如过渡金属硫化物。我们提出使用二维绝缘材料氮化硼调控半导体硅的表界面效应,也可以增强太赫兹波产生强度及调制深度。在氮化硼的表面,由于氧分子吸附引起的局域电偶极子可以有效降低硅表面的费米能级,从而增强耗尽层内建电场,使氮化硼/硅界面的太赫兹波产生强度比纯硅表面大一倍。此外,增大的耗尽层内建电场引起了更多光生载流子在界面的分离,提高了光生载流子浓度以及光激发硅层的光电导,使得氮化硼/硅界面的太赫兹波调制深度比纯硅表面增强了十倍。这项研究提出了一种基于二维绝缘材料氮化硼的太赫兹波产生及调制增强方法,并且深化了对多维混合型范德瓦尔斯异质结界面效应的理解。该部分内容正在投稿中。(4)通过与超材料的设计相结合,二维材料石墨烯中可以呈现出较强的等离子体响应,从而实现对太赫兹波的调控。基于这点,提出了基于互补型开口谐振环结构的石墨烯基超材料,并通过超材料表面等离子体和入射太赫兹电磁波的耦合,实现了共振频率位于太赫兹波段的类表面等离激元模式。此外,这些模式的共振强度和频率位置可以通过多层堆迭和改变石墨烯费米能级来调节。这项工作推进了对太赫兹波段石墨烯基超材料响应物理过程的理解,以及二维材料相关太赫兹器件的研究。该部分内容已经发表在Computational Materials Science SCI期刊上。(本文来源于《西北大学》期刊2019-06-01）
刘强,王琼,欧阳征标[2]（2019）在《基于混合微腔的高效率太赫兹波产生》一文中研究指出提出并研究基于回音壁共振模和表面等离子激元共振模的混合微腔太赫兹产生系统,运用有限元方法模拟实现了室温下11. 7 THz的太赫兹波产生,所获得的太赫兹波模体积小,超过衍射极限,亚波长局域使得Purcell因子达到7. 2×10~3(砷化镓中太赫兹波长的负叁次方).研究表明,该结构的太赫兹波转化效率可达到量子极限(～5. 5%),太赫兹波的最高输出功率可达166. 3 m W.该系统可在室温下工作,转化效率接近量子极限,太赫兹输出功率较高,且易于光学集成.(本文来源于《深圳大学学报(理工版)》期刊2019年02期）
冯正,谭为,成彬彬,邓贤进[3]（2016）在《基于自旋电子学的太赫兹波产生方法》一文中研究指出自旋电子学的某些物理现象,如交换型磁振子、反铁磁共振、超快自旋动力学等,其特征频率刚好处于太赫兹频段。利用相应的自旋电子学现象和原理,研究人员发现和建立了若干新型的太赫兹波产生方法,为新型太赫兹源的实现和发展提供指导方向。这些新型产生方法有:a)自旋注入产生太赫兹波;b)基于反铁磁共振的太赫兹波产生;c)基于超快自旋动力学的太赫兹波产生。理论及实验结果表明,基于自旋电子学的太赫兹产生方法具有较大的潜力,有望推动太赫兹技术的发展。(本文来源于《太赫兹科学与电子信息学报》期刊2016年04期）
刘鹏翔,李寅,张国春,吴以成,张馨元[4]（2015）在《有机非线性光学晶体DAST、DSTMS和OH1的生长及太赫兹波产生》一文中研究指出太赫兹波(0.1~10.0THz)在材料研究、成像、生物医学、空间探测、国防工业等领域具有重要的应用价值。4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)、4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶2,4,6-叁甲基苯磺酸盐(DSTMS)和2-(3-(4-羟基苯乙烯基)-5,5-二甲基环己-2-烯亚基)丙二腈(OH1)晶体,具有大的非线性光学系数和电光系数以及较低的介电常数,不仅可用于通过差频的方法产生太赫兹波,而且还可用于对太赫兹波辐射进行调制和探测。本文采用籽晶法,选择不同的降温区间和降温速率,分别在甲醇溶液中生长出12×10×1mm3的DAST晶体、13×8×2 mm3的DSTMS晶体、15×7×2 mm3的OH1晶体。采用Nd:YAG激光器激发的KTP双波长光参量振荡泵浦,分别利用DAST、DSTMS及OH1晶体实现了1.08-19.34THz、0.94-19.66THz及0.08-17.28THz的宽波长范围调谐太赫兹波输出,并分析了影响太赫兹波输出的相关因素。DAST、DSTMS和OH1晶体在高功率太赫兹波的产生和探测领域具有良好的应用前景。(本文来源于《第十七届全国晶体生长与材料学术会议摘要集》期刊2015-08-11）
王虎[5]（2014）在《气体光子学太赫兹波产生和探测过程研究》一文中研究指出最近几年,强飞秒激光聚焦到气体中产生气体等离子体过程被广泛研究,在强太赫兹(THz)的产生和超宽带THz相干探测等方面极有应用前景。和通常的THz时域光谱系统中常用的固体源和探测器不同,比如电光晶体和光电导天线,气体介质没有声子共振和吸收。作为THz源,它能够通过复杂的气体等离子体的非线性过程向外辐射峰值强度高达MV/cm,光谱范围完全覆盖0.1-10THz的THz脉冲。而作为探测器,它的探测带宽可以达到和探测激光脉冲同样的宽度。此外,气体介质具有成本低廉的优势,且几乎不会被损伤,适合超强超宽带THz脉冲的产生和探测。围绕气体光子学超宽带THz波产生、探测和应用,本论文分为如下四个主要部分：第一部分第一到第二章介绍了THz技术应用和THz气体光子学的发展以及基于激光诱导气体等离子体的THz产生过程的理论模型。第叁章基于广泛使用的瞬时光电流模型,对双色双脉冲THz产生过程进行了理论分析和数值模拟,也发现了预脉冲的压抑现象,结果和实验非常吻合。另外,双脉冲相互重合的情况也获得了系统的研究,结果表明交叉相位调制会导致THz的输出呈现周期性振荡,这一效应可用于高速全光THz开关。第二部分第四章对瞬时光电流模型进行扩展并应用于气体击穿THz相干探测过程的解释。研究发现,随着探测激光能量增强,THz探测模式由相干探测转变为非相干,而且等离子体的二倍频强度也出现饱和,这些结果和实验吻合很好。除了利用飞秒激光直接激发气体等离子体并探测THz脉冲,加偏压情况下的外差探测方法也获得系统研究。这部分的研究说明瞬时光电流模型适用于THz探测过程的研究。第叁部分第五章首次研究了采用周期量级激光实现相干探测THz波的方法。研究发现,如果保证周期量级激光脉冲具有稳定的CEP、脉冲能量以及不对称的场分布,在很低能量下就能实现相干探测THz波,这在超宽带THz的远程探测上有极大的应用前景。此外,本论文还提出了基于周期量级激光的THz外差探测方法,由于外差探测方法可以大大降低周期量级激光脉冲的CEP和能量抖动引入的噪声,因此这种改进方法具有更高的实用价值。第四部分第六章研究了强THz调制的等离子体二倍频信号和周期量级激光脉冲CEP之间的关系,发现利用这一关系可以获得CEP的绝对值信息。在进一步研究证明了可以增加一个类似的但相差一个固定CEP的信道,并用李萨茹图形来获得2π范围内的CEP。由此提出一套具有低能量,全光系统、可在常温常压下运行等优点的单发脉冲CEP测量方法。整篇论文深入研究了基于气体等离子体的THz产生和探测过程,并为THz波气体光电子学指出了新的应用方向。(本文来源于《华中科技大学》期刊2014-05-01）
李慧[6]（2014）在《超快相干太赫兹波产生与探测关键技术研究》一文中研究指出太赫兹技术从诞生以来经历了一段较长的发展过程，从最初“太赫兹空隙”的提出，直到近年随着超短脉冲激光和低维半导体技术的发展，以超快光电导器件为代表的一系列高性能太赫兹波源和高灵敏度探测器的出现，极大地推动了太赫兹科学技术的飞速发展。随着研究学者们对太赫兹波的深入了解，太赫兹波越来越多的独特性能被人们发现，如光子能量低、可穿透大部分电介质和非极性材料传播、有很高的时间和空间分辨率、频段范围对应着大量有机分子的转动和振动能级等。太赫兹波的应用领域也由最初的宇宙学、分子光谱学、安全检测、物质鉴别、器件特性研究、生物医药等，逐渐延伸到太赫兹通信、太赫兹雷达等领域。在太赫兹科学技术发展过程中，太赫兹辐射源和探测器的研究一直受到学者们的高度重视。如何高效产生太赫兹波以及对太赫兹信号进行精确有效地探测对太赫兹波科学技术的进一步研究和应用起着至关重要的作用。本文从太赫兹辐射产生与探测出发，对光电导天线产生太赫兹波、空气等离子体产生太赫兹波、自由空间电光取样探测太赫兹波、光电导取样探测太赫兹波等主要的超快相干太赫兹信号产生与探测方法中一些关键技术进行了研究，具体内容包括：（1）研究了光电导天线产生超快相干太赫兹信号过程中，天线电极受损伤情况以及电极间隙之间光斑大小对太赫兹信号产生的影响，并通过改变不同系统参数对太赫兹信号进行了优化，将太赫兹信号频谱覆盖范围由2THz拓展到4THz，时域信号峰峰值提高50%。（2）研究了激光诱导空气等离子体产生超快相干太赫兹波的机理，通过激光诱导空气等离子体的有质动力辐射、四波混频辐射以及外加偏压增强等离子体辐射等方法获得了超快相干太赫兹脉冲信号。（3）研究比较了自由空间电光取样以及光电导取样探测超快相干太赫兹信号的方法，利用自研光电导天线器件初步实现了超快相干太赫兹信号的探测。(本文来源于《中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）》期刊2014-05-01）
邓杨保,邓曙光,熊翠秀,张光富[7]（2013）在《基于四波混频效应的太赫兹波产生研究》一文中研究指出利用四波混频效应在半导体光放大器中产生了频率为0.12THz的太赫兹波,然后将0.12THz太赫兹波作为载波,搭载1个10Gbit/s的基带信号在光纤中传输,并对其传输性能进行了分析.结果表明,当传输距离比较短时,由于光纤中的色散效应比较弱,解调后的基带信号的眼图非常清晰;当传输距离比较大时,由于受到很强的色散效应影响,解调后的基带信号的眼图变得不理想,其张开度逐渐变小.(本文来源于《湖南城市学院学报(自然科学版)》期刊2013年01期）
焦磊,李立娟,崔海林,何敬锁[8]（2012）在《基于MZM光调制器的0.12THz光载太赫兹波产生方法研究》一文中研究指出本文研究了光载太赫兹波的产生方法,用VPI软件对光载太赫兹波的产生方案进行了仿真分析。以马赫曾德尔调制器(MZM)为核心器件,对光信号进行强度调制,再利用MZM或FBG光纤通信器件对信号进行"滤波"处理,选择需要的频率输出,从而产生0.12THz的光载太赫兹波。(本文来源于《第十届全国光电技术学术交流会论文集》期刊2012-06-12）
太赫兹波产生论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
提出并研究基于回音壁共振模和表面等离子激元共振模的混合微腔太赫兹产生系统,运用有限元方法模拟实现了室温下11. 7 THz的太赫兹波产生,所获得的太赫兹波模体积小,超过衍射极限,亚波长局域使得Purcell因子达到7. 2×10~3(砷化镓中太赫兹波长的负叁次方).研究表明,该结构的太赫兹波转化效率可达到量子极限(～5. 5%),太赫兹波的最高输出功率可达166. 3 m W.该系统可在室温下工作,转化效率接近量子极限,太赫兹输出功率较高,且易于光学集成.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
太赫兹波产生论文参考文献
[1].姚泽瀚.二维材料及其范德瓦尔斯异质结在太赫兹波产生与调制中的应用研究[D].西北大学.2019
[2].刘强,王琼,欧阳征标.基于混合微腔的高效率太赫兹波产生[J].深圳大学学报(理工版).2019
[3].冯正,谭为,成彬彬,邓贤进.基于自旋电子学的太赫兹波产生方法[J].太赫兹科学与电子信息学报.2016
[4].刘鹏翔,李寅,张国春,吴以成,张馨元.有机非线性光学晶体DAST、DSTMS和OH1的生长及太赫兹波产生[C].第十七届全国晶体生长与材料学术会议摘要集.2015
[5].王虎.气体光子学太赫兹波产生和探测过程研究[D].华中科技大学.2014
[6].李慧.超快相干太赫兹波产生与探测关键技术研究[D].中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）.2014
[7].邓杨保,邓曙光,熊翠秀,张光富.基于四波混频效应的太赫兹波产生研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版).2013
[8].焦磊,李立娟,崔海林,何敬锁.基于MZM光调制器的0.12THz光载太赫兹波产生方法研究[C].第十届全国光电技术学术交流会论文集.2012