前言

太赫茲（THz）頻段位于微波與紅外波段之間，其獨特的性質(zhì)和潛在的應(yīng)用價值引起了廣泛關(guān)注。THz技術(shù)在通信、傳感、成像、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了重要的應(yīng)用前景，有望為科技進步和社會發(fā)展帶來革命性的影響。然而，當(dāng)前THz技術(shù)的發(fā)展仍面臨著諸多難題與挑戰(zhàn)，其中，THz強源的缺乏是制約其應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。

為了推動THz技術(shù)的快速發(fā)展，深入研究強場THz波的產(chǎn)生、探測和應(yīng)用具有重要的科學(xué)意義和實用價值。本書系統(tǒng)地介紹超快激光泵浦鈮酸鋰晶體產(chǎn)生強場THz波的相關(guān)理論、實驗技術(shù)與應(yīng)用，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供有益參考。

本書的寫作背景源于各領(lǐng)域?qū)妶鯰Hz波的迫切需求以及鈮酸鋰晶體的潛在應(yīng)用價值。鈮酸鋰晶體具有非線性系數(shù)大、制造工藝成熟、破壞閾值高等優(yōu)點，通過傾斜波前技術(shù)有望實現(xiàn)高能強場THz波的產(chǎn)生。然而，目前對于鈮酸鋰強場THz波產(chǎn)生的理論研究仍處于初步階段，實驗技術(shù)需要進一步優(yōu)化和完善。因此，深入研究鈮酸鋰傾斜波前技術(shù)，提高THz波的產(chǎn)生效率、光束質(zhì)量和穩(wěn)定性，對于推動THz技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

內(nèi)容安排上，本書共分為9章。第1章主要介紹了強場THz波，為后續(xù)各章內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)。第2章主要介紹了基于超快激光泵浦的強場THz波產(chǎn)生方法。第3章針對高產(chǎn)生效率、高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性的THz強源嚴重缺乏的國內(nèi)外現(xiàn)狀，基于飛秒激光與鈮酸鋰相互作用機理，聚焦鈮酸鋰傾斜波前技術(shù)產(chǎn)生強場THz波的理論，分析了鈮酸鋰THz強源輻射效率飽和機理，為后續(xù)更高能量THz強源的研制與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。第4章從典型的傾斜波前光路構(gòu)成出發(fā)，介紹采用傳統(tǒng)光柵實現(xiàn)的傾斜波前光路以及接觸光柵法實現(xiàn)的傾斜波前光路等，并介紹激光器參數(shù)、傾斜波前元件、成像系統(tǒng)、晶體參數(shù)等對強場THz波產(chǎn)生的影響。第5章介紹了強場THz波探測技術(shù)，包括直接能量探測器、強場THz光斑質(zhì)量診斷方法和波形診斷技術(shù)等內(nèi)容。第6章探討了強場THz非線性光譜技術(shù)，包括強場THz泵浦-THz探測技術(shù)等，為研究物質(zhì)的非線性響應(yīng)和物態(tài)調(diào)控提供了有力工具。第7章介紹了強場THz耦合的先進非平衡態(tài)探測技術(shù)，拓展了THz技術(shù)在微觀尺度上的應(yīng)用。第8章闡述了強場THz技術(shù)在半導(dǎo)體材料中的應(yīng)用，包括對半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)、載流子動力學(xué)等的研究，為半導(dǎo)體器件的設(shè)計和優(yōu)化提供了新的思路。第9章介紹了強場THz波在電子加速與操控中的應(yīng)用，包括對電子的加速、偏轉(zhuǎn)等的研究，為新型加速器的設(shè)計和發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

本書的撰寫過程得到了團隊學(xué)生（孔德胤、才家華、李培炎、熊虹婷、劉少杰、張保龍、郝思博、代明聰、耿春艷、楊澤浩、任澤君、李江皓、張銘暄、黃滋宇、王家琦等）的大力支持和幫助，他們在資料收集、文獻整理、理論分析、圖表繪制等方面付出了辛勤的努力。在此，我衷心感謝他們的付出和貢獻。同時，我也要感謝相關(guān)領(lǐng)域的專家和學(xué)者，他們的研究成果為本書提供了重要的參考和借鑒。

希望本書能夠為THz領(lǐng)域的研究人員和愛好者提供有益參考，促進THz技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。由于本人水平有限，書中難免存在不足之處，歡迎讀者批評指正。

吳曉君

2024年10月