太赫兹脉冲调制荧光现象的研究

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1、分类号学号D201077670学校代码10487密级博士学位论文太赫兹脉冲调制荧光现象研究学位申请人：褚政学科专业：物理电子学指导教师：刘劲松教授答辩日期：2013.5.26AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofDoctorofEngineeringInvestigationofluminescencemodulationbyTerahertzpulsePh.D.Candidate:ZhengChuMajor:Physic

2、alElectronicsSupervisor:JinsongLiuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日

3、期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学博士学位论文摘要近几年太赫兹的技术有着很快的发展，太赫兹与物质互作用的机

4、理性研究也逐渐深入。荧光作为一种反映太赫兹作用能力的工具，给我们提供了间接获取到太赫兹信息的手段。它的引入在材料结构检测和太赫兹波形探测方面起着关键的作用。本论文对太赫兹调制物质荧光技术进行了研究，主要完成了以下几方面的工作:通过求解含时薛定谔方程，结合四波混频理论对于可控偏振太赫兹的产生问题做了对比验证；进而通过量子理论系统解释了太赫兹增强气体荧光现象，从物理机理层面分析了太赫兹对于气体荧光的作用的途径。通过蒙特卡罗分析GaAs和CdTe材料的光生载流子的太赫兹场输运，明确了时间积分荧光淬灭的原因。通过实验与模拟验

5、证了GaAs和CdTe中结构的差异，完善了荧光-太赫兹联合分析半导体结构的研究方式。利用相关的理论模型，计算了场强和荧光强度的关系，说明了瞬态荧光淬灭的原因主要是电子的谷间散射效应。而且在机理分析中，发现Γ-L谷间散射过程是的太赫兹线性调制荧光的关键。并提出了时间分辨荧光对太赫兹波形探测技术的原理和方案。通过对于两种窄禁带材料InSb和InAs分析，探讨了高迁移率材料的太赫兹场下电子稳态速度和瞬态响应。通过计算太赫兹调制非抛物性能谷中电子的运动，分析了在特殊半导体材料中太赫兹辐射实现非线性倍频的可能性。关键词：太赫兹

6、探测、含时薛定谔方程、蒙特卡罗方法、非平衡声子、数值计算I华中科技大学博士学位论文AbstractTerahertztechnologyhasdevelopedrapidlyinrecentyears,andthesystematicstudyofterahertzandmaterialinteractionaregraduallydeepening.Asatoolofreflectingterahertzinteraction,luminescenceasprovidesuswithindirectinformat

7、ionsofterahertzwave.Itplaysanimportantroleinthematerialstructuredetectionandterahertzwavedetection.Inthisdissertation,modulationofluminescencebystrongterahertzwaveisstudied,andthemajorworkissummarizedasbellow:Bysolvingthetime-dependentfirst-principle(Schrödinge

8、r)equation,thephysicalmechanismofterahertzenhancementofgasfluorescenceisinterpreted.Afour-wavemixingtheoryofcontrollablepolarizationterahertzgenerationisalsodescribedascontr