【摘 要】
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高效率强太赫兹辐射源的开发是进一步扩大太赫兹应用领域的重要前提条件之一。经过数十年的发展,科研人员已成功实现了从气体和固体中产生太赫兹波。然而作为生活中最常见的液体,液态水却鲜少被认为是一种潜在的太赫兹源,其主要的原因便是液态水对太赫兹频段具有极强的吸收系数。因此,寻找合适的方法削弱液态水对太赫兹波的吸收作用,并构建相应的宽带强场太赫兹辐射源系统,是对液态水产生太赫兹波这项研究的核心工作。基于以上
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高效率强太赫兹辐射源的开发是进一步扩大太赫兹应用领域的重要前提条件之一。经过数十年的发展,科研人员已成功实现了从气体和固体中产生太赫兹波。然而作为生活中最常见的液体,液态水却鲜少被认为是一种潜在的太赫兹源,其主要的原因便是液态水对太赫兹频段具有极强的吸收系数。因此,寻找合适的方法削弱液态水对太赫兹波的吸收作用,并构建相应的宽带强场太赫兹辐射源系统,是对液态水产生太赫兹波这项研究的核心工作。基于以上背景,本论文的主要工作如下:（1）作为全文的理论基础,本论文首先对感应光电流模型、单向脉冲传播方程模型以及偶极子阵列模型这三个用于解释液态水产生太赫兹波的物理模型进行了理论分析和推导。同时还回顾了基于这三个水的物理模型所对应的气体产生太赫兹波模型的设计思路。（2）在实验中,通过自行制作的一组具有扁平喷嘴的注射器针头实现了稳定的、在强激光激励下不容易发生破裂的水膜结构,并配套设计出了相应的水循环系统。实验中利用飞秒激光的光致电离使该水膜产生了太赫兹信号,其太赫兹电场强度达到了同等条件下单色光脉冲激发的气体等离子体方案的2倍左右,并对水和空气产生太赫兹波频谱成分的异同给出了相应的比较和分析。（3）由于水膜结构存在横向吸收与全反射问题,本文还设计了一种利用内表面抛光处理过的注射器针头产生水线的结构,并基于该结构的特点优化了水循环系统的设计,最终在水膜方案的基础上让太赫兹电场强度实现了30%左右的提升。
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