【摘 要】
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通过激光差频产生THz辐射具有调谐简单、光路易调并且输出高峰值功率相干辐射的优点。TEA CO2激光器以其输出高峰值功率和多谱线易调谐等特征，是差频产生THz辐射的良好泵浦光
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通过激光差频产生THz辐射具有调谐简单、光路易调并且输出高峰值功率相干辐射的优点。TEA CO2激光器以其输出高峰值功率和多谱线易调谐等特征，是差频产生THz辐射的良好泵浦光源。GaSe是在THz波段吸收系数最低的几种晶体之一，用于差频产生THz辐射潜力巨大。本文研究利用CO2激光差频产生THz辐射，以期获得高峰值功率可调谐THz辐射。理论方面，根据差频原理计算了GaAs、ZnGeP2和GaSe晶体基于CO2激光差频的相位匹配参数，考虑有效非线性光学系数和折射率以及晶体损伤阈值对三种晶体差频性能进行了比较，分析了三种晶体各自的独特优势。根据差频产生THz辐射的功率表达式，分析了相位失配和晶体吸收对THz辐射功率的影响，结果表明在实验中控制光路调整精度以减小相位失配并设计最佳晶体长度防止晶体过度吸收的重要性。实验方面，用TEA CO2激光器和射频波导CO2激光器组成了差频泵浦系统，调试TEACO2激光器输出10.25μm波长的峰值功率为数十kW的激光，脉冲触发波导激光器得到10.59μm波长的峰值功率大于100W的高重频窄脉冲激光输出。设计了用GaSe差频产生THz辐射的实验装置，在合束、偏振态、晶体阈值和时间同步等方面进行了实验研究，针对不良的时间同步性分析原因并认为主要影响因素是TEA CO2激光器放电时间的不确定性，最终尝试了差频产生THz辐射的能量测量并给出能量预测值。
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