设计了一种工作在太赫兹波段的柱透镜,并且使用三维(3D)打印技术制作出了样品。对样品进行了测试,将测试结果与数值仿真结果以及商用太赫兹柱透镜的测试结果进行了对比。结果表明,两种柱透镜的焦距均在100 mm左右,与仿真结果相符,且打印的柱透镜在不同传播距离下的光斑半峰全宽与商用柱透镜的很接近,证明了3D打印技术可以用于制作太赫兹波段的柱透镜等光学器件。

Using a well-developed transient photocurrent model, we combine theoretical and numerical studies on the production of terahertz (THz) radiation in laser-induced air plasma. Air molecules are excited and then ionized by the laser-pulses mixing the fundamental and second harmonic fields. As a result, a non-vanishing directional photoelectron current emerges, radiating the THz pulse wave. We mainly discuss the influences of optical wavelength on THz radiation in five different cases. Results show that the fundamental-pulse width (50 fs), energy, and relative phase between two pulses are invariant. When the laser wavelength (from 400 nm to 1.25 \mu m) becomes longer, the emitted THz fields are significantly enhanced, with a linear dependence on the optical wavelength.

设计并制作了用于测量波长大于150 μm(频率低于2 THz)的太赫兹波波长的金属网栅法布里珀罗干涉仪(FPI)。采用光电子微纳制造工艺制作了五组周期不大于40 μm，线宽不大于10 μm的有衬底方形金属网栅，利用太赫兹时域光谱技术测量了金属网栅的太赫兹波段光电特性，得到了各组金属网栅在感兴趣频段的反射率和金属网栅FPI的反射精细度，结果表明所制作的金属网栅FPI均可用于测量波长大于150 μm的太赫兹波。实验搭建金属网栅FPI扫描测量了212 μm的太赫兹波波长，与理论结果吻合。研究了金属网栅FPI对太赫兹波偏振方向的依赖性以及对FPI腔镜平行度的要求，结果表明，方形金属网栅FPI对正入射太赫兹波偏振方向不敏感，而对FPI腔镜平行度很敏感。

为了说明高重复频率脉冲激光材料烧蚀时准真空环境效应的存在, 对比不同重复频率的激光脉冲对钢材料的烧蚀率与不同气压环境中的烧蚀率, 提出准真空环境效应是平均烧蚀率随脉冲重复频率的提高显著增加的主要原因。将激光脉冲作用形成的准真空环境分为激光等离子体冲击波存在时的准真空环境和激光等离子体冲击波消散后的准真空环境两个时间段, 模拟计算和分析了激光作用区周围环境气体密度分布及准真空环境持续时间。实验结果表明, 在激光脉冲作用后的几百微秒内, 激光烧蚀区周围会存在准真空环境, 若后续脉冲在此时间范围内作用于材料, 会产生类似于在真空环境中烧蚀的高烧蚀率。