This item is provided by the institution :

Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

PhD thesis (EN)

2012 (EN)
Intense ultrashort TeraHertz pulses : development and application

Manceau, Jean-Michel

Τσιρώνης, Γιώργος
Τζωρτζάκης Στέλιος

Η ακτινοβολία Terahertz (THz, 1012Hz ) είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στο εύρος συχνοτήτων μεταξύ 0,1 και 30 THz, που αντιστοιχεί σε μήκη κύματος από 3 mm έως 10 μm. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες αρκετές έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί με στόχο την παραγωγή και ανίχνευση σύμφωνων παλμών THz, και τις εφαρμογές τους. Παρόλο το μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον που υπάρχει στο πεδίο, υπάρχει ακόμα έλλειψη από ισχυρές επιτραπέζιες πηγές THz. Τα τελευταία χρόνια αναπτύχθηκαν νέες τεχνικές για την αύξηση της έντασης των παλμών THz. Μια πολλά υποσχόμενη τεχνική χρησιμοποιεί ασύμετρα ιονισμένα αέρια όπου το ρεύμα ηλεκτρονίων που σχηματίζεται εκπέμπει ισχυρούς παλμούς THz ευρέου φάσματος συχνοτήτων. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει την επίτευξη παλμών με ενέργειες της τάξης των mirco-Joule και ηλεκτρικά πεδία της τάξης των MV/cm. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή δίνεται έμφαση στην παραγωγή ισχυρών παλμών THz με τη χρήση femtosecond νηματίων πλάσματος στον αέρα. Στη συνέχεια γίνεται χαρακτηρισμός της παραπάνω πηγής αναφορικά με την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, το φασματικό εύρος και το μέγεθος της δέσμης. Παρουσιάζεται η βελτιστοποίση ποικίλων παραμέτρων όπως η διάρκεια του παλμού, η πόλωση και η ένταση της ακτινοβολίας THz με τον έλεγχο του φαινομένου της νηματοποίησης υπερβραχέων παλμών λέιζερ. Στο τέλος παρουσιάζονται εφαρμογές των ισχυρών παλμών THz στο πεδίο της πολιτιστικής κληρονομιάς, τον δυναμικό χαρακτηρισμό μέτα-υλικών και σε μη-γραμμικά φαινόμενα στην περιοχή των THz. (EL)
Terahertz (THz, 1012Hz) radiation is the electromagnetic radiation lying in a frequency interval from 0.1 to 30 THz which corresponds to a wavelength range from 3 mm to 10 μm. In the last couple of decades numerous works have been devoted to the generation and detection of coherent THz pulses and their various applications.Despite the efforts and achievements accomplished in the past, there is still a lack of intense ultrashort table-top sources in the THz range. In the recent years a couple of techniques have emerged in order to scale-up the strength of the THz pulses.A very promising approach consists of using asymmetrically ionized gases, where a photocurrent is formed,emitting intense broadband THz pulses. This approach allows reaching the micro-joule range of energy per pulse, and electric field strengths approaching the MV/cm level. In the present dissertation, after introducing a classic example of THz time domain spectroscopy (THz-TDS), a strong emphasis is made on the generation of intense THz pulses using femtosecond plasma strings in air. The characterization of this THz source in terms of the electric field strength, the frequency bandwidth and the beam size is presented. The possibility to optimize various parameters such as the pulse duration, the polarization and the strength of the THz pulses is demonstrated through the tailoring of the filamentation process. Finally, the applications of this intense THz source to the field of art conservation, the dynamic characterization of metamaterial samples and nonlinear THz effects are presented. (EN)

Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές

Non-linear laser propagation
Ant corservation



Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Διδακτορικές διατριβές

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)