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通过施加摆动磁场实现垂直排列碳纳米管阵列对太赫兹辐射的共振增强

DOI：10.1007/s11468-018-0892-2 期刊：Plasmonics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 本分析建立了一种新型太赫兹辐射产生理论，该理论研究两束斜入射激光在垂直排列碳纳米管阵列（CNTs）上发生拍频，并在外加摆动磁场作用下产生太赫兹辐射的过程。CNTs阵列作为纳米天线产生THz辐射。入射激光对CNTs电子施加有质动力，使其产生非线性振荡速度，该速度与外加摆动磁场发生拍频。此拍频过程在(ω2?ω1, k2?k1+k0)频率-波矢处产生非线性电流，该电流作为天线辐射出THz波。研究发现当拍频频率(ω2?ω1)接近CNTs有效等离子体频率时，由于激光与CNTs电子的共振相互作用会产生强THz辐射。外加摆动磁场通过为产生的THz辐射提供必要动量，提升了纳米天线的THz辐射效率。我们探究了纳米管半径和长度对THz产生效率的影响，在激光以最佳入射角照射CNTs阵列时，产生的THz功率达到最大值。
作者： Shivani Vij，Niti Kant，Vishal Thakur
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种新理论，研究在外部摆动磁场作用下，两束激光与垂直排列的碳纳米管阵列相互作用产生太赫兹辐射的过程，并探究太赫兹辐射的共振增强效应及产生效率。

研究成果

当在摆动磁场存在的情况下用两束激光照射时，碳纳米管阵列可作为产生太赫兹辐射的有效天线。共振增强出现在碳纳米管的等离子体频率附近，磁场有助于相位匹配。太赫兹功率取决于碳纳米管的尺寸和入射角，已确定最佳值。该模型为太赫兹源提供了一种紧凑高效的方法，在各个领域具有潜在应用。

研究不足

该研究为理论性研究，未涉及实验验证。其局限性包括模型中的假设（例如理想化的碳纳米管阵列、忽略某些物理效应），以及需要实际实施以确认结果。在实际应用中，优化碳纳米管合成和激光对准等参数可能会带来挑战。

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