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书名：铌酸锂太赫兹强源及其应用
定价：139.8
ISBN：9787115659927
作者：吴晓君
版次：第1版
出版时间：2024-12
内容提要：
本书系统介绍了*快激光泵浦铌酸锂晶体产生强场太赫兹（THz）波的相关理论、实验技术与应用。全书共9章。*概述了THz波的发现及其特点，引入强场THz波的概念并介绍当前常见的产生方法；接着详细论述了铌酸锂产生强场THz波的理论基础，包括倾斜波前技术发展历程、理论模型以及相关的计算方法等；然后介绍了铌酸锂强场THz波产生实验技术，包括实验光路、激光器参数等对THz波产生的影响，以及强场THz波探测技术；随后探讨了强场THz非线性光谱技术，包括强场THz泵浦-THz探测技术等；还介绍了强场THz耦合的先进非平衡态探测技术，如局域场增强技术、*快电子衍射探测技术等；*介绍了强场THz技术在半导体材料、电子加速与操控等领域的应用。 本书主要面向物理学、化学、材料科学等领域的科研人员、研究生以及对THz技术感兴趣的读者。
作者简介：
北京航空航天大学教授、博士生导师，德国洪堡学者，美国光学学会会士（Optica Fellow），国家“万人计划”青年拔尖人才，青年北京学者。主要从事高能强场太赫兹光源辐射理论、关键技术及应用研究工作，以*作者或通信作者身份在Nature Photonics、Nature Communications、Advanced Materials等SCI收录期刊发表论文70余篇，在国内外重要学术会议做大会报告40余次。获得国际红外毫米波太赫兹大会*女科学家奖、*届*快科学全球女科学家奖、*届中国科技青年论坛一等奖和总论坛*奖“科技新星奖”等荣誉和奖励。
目录：
第1 章 强场THz 波简介................................................................................................ 1
1.1 THz 波............................................................................................................... 1
1.1.1 从红外探测到THz 波的发现............................................................................1
1.1.2 THz 波在电磁频谱中的位置.............................................................................4
1.1.3 THz 波的特点....................................................................................................5
1.2 强场THz 波...................................................................................................... 6
1.2.1 强场THz 波的定义与特点................................................................................6
1.2.2 强场THz 波的应用...........................................................................................7
本章小结.................................................................................................................... 8
参考文献.................................................................................................................... 8
第2 章 基于*快激光泵浦的强场THz 波产生.......................................................... 11
2.1 基于*快激光泵浦非线性晶体产生强场THz 波........................................ 14
2.2 飞秒激光诱导等离子体的THz 波产生........................................................ 15
2.2.1 气体等离子体产生强场THz 波......................................................................16
2.2.2 液体等离子体产生强场THz 波......................................................................22
2.2.3 固体等离子体产生强场THz 波......................................................................24
2.3 金属丝等离子体产生强场THz 波................................................................ 30
2.4 飞秒激光泵浦磁性材料及其异质结产生强场THz 波................................ 31
本章小结.................................................................................................................. 35
参考文献.................................................................................................................. 36
第3 章 铌酸锂强场THz 波产生理论.......................................................................... 38
3.1 倾斜波前技术发展历程................................................................................. 38
3.1.1 光学整流机制..................................................................................................38
3.1.2 倾斜波前理论的提出.......................................................................................38
3.2 倾斜波前理论基础......................................................................................... 40
3.2.1 理论模型需考虑的关键因素...........................................................................41
3.2.2 电磁理论基础..................................................................................................42
3.2.3 波束传输法和铌酸锂倾斜波前技术的理论模型...........................................49
3.2.4 分离变量法......................................................................................................53
本章小结.................................................................................................................. 56
参考文献.................................................................................................................. 57
第4 章 铌酸锂强场THz 波产生实验技术.................................................................. 59
4.1 铌酸锂倾斜波前光路..................................................................................... 59
4.1.1 典型的倾斜波前光路......................................................................................59
4.1.2 接触光栅法倾斜波前光路..............................................................................59
4.1.3 非铌酸锂倾斜波前光路..................................................................................66
4.2 激光器参数对强场THz 波产生的影响........................................................ 71
4.2.1 中心波长..........................................................................................................72
4.2.2 脉冲宽度..........................................................................................................72
4.2.3 功率密度..........................................................................................................74
4.3 倾斜波前元件对强场THz 波产生的影响.................................................... 75
4.3.1 光栅..................................................................................................................76
4.3.2 台阶镜..............................................................................................................77
4.4 成像系统对强场THz 波产生的影响............................................................ 87
4.5 晶体参数对强场THz 波产生的影响............................................................ 88
4.5.1 铌酸锂晶体掺杂浓度......................................................................................88
4.5.2 铌酸锂晶体温度..............................................................................................90
4.6 铌酸锂多周期强场THz 波的产生................................................................ 95
本章小结................................................................................................................ 102
参考文献................................................................................................................ 102
第5 章 强场THz 波探测技术.................................................................................... 104
5.1 直接能量探测器........................................................................................... 104
5.1.1 热释电探测器................................................................................................104
5.1.2 戈莱探测器....................................................................................................105
5.1.3 发光二极管强场THz 波探测器...................................................................106
5.2 强场THz 光斑质量诊断方法.......................................................................111
5.2.1 热释电阵列相机.............................................................................................112
5.2.2 液晶片探测THz 光斑....................................................................................112
5.2.3 热敏纸探测THz 光斑....................................................................................113
5.2.4 强场THz 发光二极管相机............................................................................114
5.3 强场THz 波形诊断技术.............................................................................. 115
5.3.1 强场THz 电光取样技术................................................................................115
5.3.2 单发测量技术................................................................................................116
5.4 磁场分量探测............................................................................................... 118
5.4.1 磁场分量探测原理.........................................................................................118
5.4.2 探测结果表征................................................................................................119
本章小结................................................................................................................ 120
参考文献................................................................................................................ 120
第6 章 强场THz 非线性光谱技术............................................................................ 122
6.1 强场THz 非线性光谱技术简介.................................................................. 122
6.1.1 技术内涵....................................................................................................... 122
6.1.2 研究范畴....................................................................................................... 123
6.1.3 几何光路....................................................................................................... 123
6.2 强场THz 泵浦-THz 探测技术..................................................................... 124
6.2.1 典型光路介绍............................................................................................... 124
6.2.2 数据采集原理............................................................................................... 125
6.2.3 数据处理技术............................................................................................... 126
6.2.4 应用实例....................................................................................................... 126
6.3 强场THz 泵浦-光克尔效应探测技术......................................................... 128
6.3.1 典型光路介绍............................................................................................... 128
6.3.2 数据采集原理............................................................................................... 129
6.3.3 数据处理技术............................................................................................... 129
6.3.4 应用实例....................................................................................................... 130
6.4 二维强场THz 非线性光谱技术.................................................................. 130
6.4.1 典型光路介绍............................................................................................... 131
6.4.2 数据采集原理............................................................................................... 132
6.4.3 数据处理技术................................................................................................133
6.4.4 应用实例........................................................................................................133
6.5 光泵浦-强弱THz 交替探测光谱技术......................................................... 136
6.5.1 典型光路介绍................................................................................................136
6.5.2 数据采集方法................................................................................................137
6.5.3 数据处理技术................................................................................................138
本章小结................................................................................................................ 138
参考文献................................................................................................................ 138
第7 章 强场THz 耦合的先进非平衡态探测技术.................................................... 140
7.1 研究背景及意义........................................................................................... 140
7.2 利用强场THz 耦合微纳结构实现局域场增强.......................................... 142
7.2.1 共振增强非线性THz *表面.......................................................................143
7.2.2 非共振增强非线性THz *表面...................................................................145
7.2.3 THz 量子隧穿效应在金纳米结构中的研究.................................................148
7.3 强场THz 耦合角分辨光电子谱.................................................................. 149
7.4 强场THz 耦合*快电子衍射探测技术...................................................... 151
7.4.1 技术原理........................................................................................................152
7.4.2 应用实例........................................................................................................152
7.5 强场THz 耦合*快X 射线衍射探测技术................................................. 155
7.5.1 技术原理........................................................................................................155
7.5.2 应用实例........................................................................................................156
本章小结................................................................................................................ 158
参考文献................................................................................................................ 159
第8 章 强场THz 技术在半导体材料中的应用........................................................ 161
8.1 强场THz 脉冲诱导半导体材料碰撞电离.................................................. 161
8.1.1 强场THz 脉冲诱导Si 碰撞电离..................................................................161
8.1.2 强场THz 脉冲诱导InAs 碰撞电离..............................................................165
8.2 强场THz 脉冲诱导半导体材料谷间散射.................................................. 168
8.2.1 强场THz 脉冲诱导GaAs 谷间散射............................................................169
8.2.2 强场THz 脉冲诱导Si 谷间散射..................................................................170
8.2.3 强场THz 脉冲诱导InAs 谷间散射............................................................. 173
本章小结................................................................................................................ 176
参考文献................................................................................................................ 176
第9 章 强场THz 波在电子加速与操控中的应用.................................................... 178
9.1 粒子加速器简介........................................................................................... 178
9.1.1 粒子加速器发展历程.................................................................................... 179
9.1.2 THz 电子加速原理....................................................................................... 182
9.1.3 THz 电子加速仿真理论................................................................................ 185
9.2 强场THz 电子枪.......................................................................................... 189
9.2.1 THz 电子枪简介........................................................................................... 189
9.2.2 THz 电子枪实例........................................................................................... 190
9.3 强场THz 电子加速器.................................................................................. 196
9.3.1 单级THz 电子加速器................................................................................... 196
9.3.2 THz 级联电子加速器.................................................................................... 199
9.4 强场THz 电子脉冲压缩与操控技术.......................................................... 201
9.4.1 强场THz 电子脉冲压缩技术....................................................................... 202
9.4.2 强场THz 电子脉冲多维操控....................................................................... 203
9.5 基于THz 电子加速器的小型化X 射线源................................................. 205
9.5.1 小型化X 射线源发展历程........................................................................... 205
9.5.2 全光THz 电子加速概念............................................................................... 208
本章小结................................................................................................................ 208
参考文献................................................................................................................ 209
定价：139.8
ISBN：9787115659927
作者：吴晓君
版次：第1版
出版时间：2024-12
内容提要：
本书系统介绍了*快激光泵浦铌酸锂晶体产生强场太赫兹（THz）波的相关理论、实验技术与应用。全书共9章。*概述了THz波的发现及其特点，引入强场THz波的概念并介绍当前常见的产生方法；接着详细论述了铌酸锂产生强场THz波的理论基础，包括倾斜波前技术发展历程、理论模型以及相关的计算方法等；然后介绍了铌酸锂强场THz波产生实验技术，包括实验光路、激光器参数等对THz波产生的影响，以及强场THz波探测技术；随后探讨了强场THz非线性光谱技术，包括强场THz泵浦-THz探测技术等；还介绍了强场THz耦合的先进非平衡态探测技术，如局域场增强技术、*快电子衍射探测技术等；*介绍了强场THz技术在半导体材料、电子加速与操控等领域的应用。 本书主要面向物理学、化学、材料科学等领域的科研人员、研究生以及对THz技术感兴趣的读者。
作者简介：
北京航空航天大学教授、博士生导师，德国洪堡学者，美国光学学会会士（Optica Fellow），国家“万人计划”青年拔尖人才，青年北京学者。主要从事高能强场太赫兹光源辐射理论、关键技术及应用研究工作，以*作者或通信作者身份在Nature Photonics、Nature Communications、Advanced Materials等SCI收录期刊发表论文70余篇，在国内外重要学术会议做大会报告40余次。获得国际红外毫米波太赫兹大会*女科学家奖、*届*快科学全球女科学家奖、*届中国科技青年论坛一等奖和总论坛*奖“科技新星奖”等荣誉和奖励。
目录：
第1 章 强场THz 波简介................................................................................................ 1
1.1 THz 波............................................................................................................... 1
1.1.1 从红外探测到THz 波的发现............................................................................1
1.1.2 THz 波在电磁频谱中的位置.............................................................................4
1.1.3 THz 波的特点....................................................................................................5
1.2 强场THz 波...................................................................................................... 6
1.2.1 强场THz 波的定义与特点................................................................................6
1.2.2 强场THz 波的应用...........................................................................................7
本章小结.................................................................................................................... 8
参考文献.................................................................................................................... 8
第2 章 基于*快激光泵浦的强场THz 波产生.......................................................... 11
2.1 基于*快激光泵浦非线性晶体产生强场THz 波........................................ 14
2.2 飞秒激光诱导等离子体的THz 波产生........................................................ 15
2.2.1 气体等离子体产生强场THz 波......................................................................16
2.2.2 液体等离子体产生强场THz 波......................................................................22
2.2.3 固体等离子体产生强场THz 波......................................................................24
2.3 金属丝等离子体产生强场THz 波................................................................ 30
2.4 飞秒激光泵浦磁性材料及其异质结产生强场THz 波................................ 31
本章小结.................................................................................................................. 35
参考文献.................................................................................................................. 36
第3 章 铌酸锂强场THz 波产生理论.......................................................................... 38
3.1 倾斜波前技术发展历程................................................................................. 38
3.1.1 光学整流机制..................................................................................................38
3.1.2 倾斜波前理论的提出.......................................................................................38
3.2 倾斜波前理论基础......................................................................................... 40
3.2.1 理论模型需考虑的关键因素...........................................................................41
3.2.2 电磁理论基础..................................................................................................42
3.2.3 波束传输法和铌酸锂倾斜波前技术的理论模型...........................................49
3.2.4 分离变量法......................................................................................................53
本章小结.................................................................................................................. 56
参考文献.................................................................................................................. 57
第4 章 铌酸锂强场THz 波产生实验技术.................................................................. 59
4.1 铌酸锂倾斜波前光路..................................................................................... 59
4.1.1 典型的倾斜波前光路......................................................................................59
4.1.2 接触光栅法倾斜波前光路..............................................................................59
4.1.3 非铌酸锂倾斜波前光路..................................................................................66
4.2 激光器参数对强场THz 波产生的影响........................................................ 71
4.2.1 中心波长..........................................................................................................72
4.2.2 脉冲宽度..........................................................................................................72
4.2.3 功率密度..........................................................................................................74
4.3 倾斜波前元件对强场THz 波产生的影响.................................................... 75
4.3.1 光栅..................................................................................................................76
4.3.2 台阶镜..............................................................................................................77
4.4 成像系统对强场THz 波产生的影响............................................................ 87
4.5 晶体参数对强场THz 波产生的影响............................................................ 88
4.5.1 铌酸锂晶体掺杂浓度......................................................................................88
4.5.2 铌酸锂晶体温度..............................................................................................90
4.6 铌酸锂多周期强场THz 波的产生................................................................ 95
本章小结................................................................................................................ 102
参考文献................................................................................................................ 102
第5 章 强场THz 波探测技术.................................................................................... 104
5.1 直接能量探测器........................................................................................... 104
5.1.1 热释电探测器................................................................................................104
5.1.2 戈莱探测器....................................................................................................105
5.1.3 发光二极管强场THz 波探测器...................................................................106
5.2 强场THz 光斑质量诊断方法.......................................................................111
5.2.1 热释电阵列相机.............................................................................................112
5.2.2 液晶片探测THz 光斑....................................................................................112
5.2.3 热敏纸探测THz 光斑....................................................................................113
5.2.4 强场THz 发光二极管相机............................................................................114
5.3 强场THz 波形诊断技术.............................................................................. 115
5.3.1 强场THz 电光取样技术................................................................................115
5.3.2 单发测量技术................................................................................................116
5.4 磁场分量探测............................................................................................... 118
5.4.1 磁场分量探测原理.........................................................................................118
5.4.2 探测结果表征................................................................................................119
本章小结................................................................................................................ 120
参考文献................................................................................................................ 120
第6 章 强场THz 非线性光谱技术............................................................................ 122
6.1 强场THz 非线性光谱技术简介.................................................................. 122
6.1.1 技术内涵....................................................................................................... 122
6.1.2 研究范畴....................................................................................................... 123
6.1.3 几何光路....................................................................................................... 123
6.2 强场THz 泵浦-THz 探测技术..................................................................... 124
6.2.1 典型光路介绍............................................................................................... 124
6.2.2 数据采集原理............................................................................................... 125
6.2.3 数据处理技术............................................................................................... 126
6.2.4 应用实例....................................................................................................... 126
6.3 强场THz 泵浦-光克尔效应探测技术......................................................... 128
6.3.1 典型光路介绍............................................................................................... 128
6.3.2 数据采集原理............................................................................................... 129
6.3.3 数据处理技术............................................................................................... 129
6.3.4 应用实例....................................................................................................... 130
6.4 二维强场THz 非线性光谱技术.................................................................. 130
6.4.1 典型光路介绍............................................................................................... 131
6.4.2 数据采集原理............................................................................................... 132
6.4.3 数据处理技术................................................................................................133
6.4.4 应用实例........................................................................................................133
6.5 光泵浦-强弱THz 交替探测光谱技术......................................................... 136
6.5.1 典型光路介绍................................................................................................136
6.5.2 数据采集方法................................................................................................137
6.5.3 数据处理技术................................................................................................138
本章小结................................................................................................................ 138
参考文献................................................................................................................ 138
第7 章 强场THz 耦合的先进非平衡态探测技术.................................................... 140
7.1 研究背景及意义........................................................................................... 140
7.2 利用强场THz 耦合微纳结构实现局域场增强.......................................... 142
7.2.1 共振增强非线性THz *表面.......................................................................143
7.2.2 非共振增强非线性THz *表面...................................................................145
7.2.3 THz 量子隧穿效应在金纳米结构中的研究.................................................148
7.3 强场THz 耦合角分辨光电子谱.................................................................. 149
7.4 强场THz 耦合*快电子衍射探测技术...................................................... 151
7.4.1 技术原理........................................................................................................152
7.4.2 应用实例........................................................................................................152
7.5 强场THz 耦合*快X 射线衍射探测技术................................................. 155
7.5.1 技术原理........................................................................................................155
7.5.2 应用实例........................................................................................................156
本章小结................................................................................................................ 158
参考文献................................................................................................................ 159
第8 章 强场THz 技术在半导体材料中的应用........................................................ 161
8.1 强场THz 脉冲诱导半导体材料碰撞电离.................................................. 161
8.1.1 强场THz 脉冲诱导Si 碰撞电离..................................................................161
8.1.2 强场THz 脉冲诱导InAs 碰撞电离..............................................................165
8.2 强场THz 脉冲诱导半导体材料谷间散射.................................................. 168
8.2.1 强场THz 脉冲诱导GaAs 谷间散射............................................................169
8.2.2 强场THz 脉冲诱导Si 谷间散射..................................................................170
8.2.3 强场THz 脉冲诱导InAs 谷间散射............................................................. 173
本章小结................................................................................................................ 176
参考文献................................................................................................................ 176
第9 章 强场THz 波在电子加速与操控中的应用.................................................... 178
9.1 粒子加速器简介........................................................................................... 178
9.1.1 粒子加速器发展历程.................................................................................... 179
9.1.2 THz 电子加速原理....................................................................................... 182
9.1.3 THz 电子加速仿真理论................................................................................ 185
9.2 强场THz 电子枪.......................................................................................... 189
9.2.1 THz 电子枪简介........................................................................................... 189
9.2.2 THz 电子枪实例........................................................................................... 190
9.3 强场THz 电子加速器.................................................................................. 196
9.3.1 单级THz 电子加速器................................................................................... 196
9.3.2 THz 级联电子加速器.................................................................................... 199
9.4 强场THz 电子脉冲压缩与操控技术.......................................................... 201
9.4.1 强场THz 电子脉冲压缩技术....................................................................... 202
9.4.2 强场THz 电子脉冲多维操控....................................................................... 203
9.5 基于THz 电子加速器的小型化X 射线源................................................. 205
9.5.1 小型化X 射线源发展历程........................................................................... 205
9.5.2 全光THz 电子加速概念............................................................................... 208
本章小结................................................................................................................ 208
参考文献................................................................................................................ 209
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