本文由两方面的内容组成:飞秒激光在透明介质中的三维光存储的研究和THz辐射脉冲的产生与探测的研究。 将一束能量为亚微焦量级,中心波长为800nm,脉冲宽度为150fs,重复频率为1kHz的激光脉冲紧聚焦到透明介质体内,导致激光脉冲的能量被物质非线性地吸收,可以在介质体内形成一个亚微米尺度的永久性结构改变区域。介质内结构的改变随着入射激光脉冲能量的增加而变化:从折射率变化,到空腔结构的形成。通过这种空腔型位点在介质体内的空间排列,可以实现三维高密度光存储。 本文第一部分主要针对目前飞秒激光三维光存储研究中存在的一些关键问题,开展了一系列的研究工作,具体研究内容及结果如下: (1)建立了一套可用于“飞秒脉冲在透明介质中三维光存储写/读演示”的光、机、电一体化系统。 (2)讨论了飞秒激光脉冲与透明介质的非线性相互作用。检测了激光脉冲在这透明介质中的能量损伤阈值和形成的损伤位点的形态。介绍了高强度飞秒激光脉冲在各向同性的透明介质体内所形成的几种结构改变,从局部的小折射率改变到形成微爆结构。 (3)实验研究了飞秒激光三维光数据存储的串行、并行写入和串行、并行读出的可行性。完成了数据位三维光存储的多层写入和准确读出的演示,存储密度达到500G/cm~3,其存储容量比现在的光盘存储容量大几个数量级。 在第二部分中,主要论述了THz辐射脉冲的产生与探测。 对于THz辐射脉冲的产生,本文介绍了常用的两种方法:光电导方法和光整流方法。指出这两种方法实际上都可归结为二次极化过程。 对于THz辐射脉冲的测量,本文介绍了测量THz辐射脉冲的两种方法:光电导取样技术和电光取样技术,对THz辐射脉冲测量的理论依据作了详细的推导和分析,对整个测量装置及其各个部分的作用作了细致的描述,尤其是对于光电导取样技术,我们对其进行了全面细致的描述。