太赫茲輻射產(chǎn)生的原理分為電子學(xué)方法和光子學(xué)方法尿褪。光子學(xué)方法是電子學(xué)方法的逆過程睦擂，它主要是把紅外波段和可見光波段向太赫茲
波段轉(zhuǎn)換，它的優(yōu)點(diǎn)在于產(chǎn)生的太赫茲輻射具有很強(qiáng)的相干性杖玲。
光電導(dǎo)開關(guān)法
圖1 光電導(dǎo)開關(guān)法輻射太赫茲原理圖
如圖1顿仇，太赫茲光電導(dǎo)天線是在低溫生長的半導(dǎo)體表面上沉積兩片金屬電極，兩端電極之間保持一條微米量級寬度的空隙。在光電導(dǎo)開
關(guān)兩端上施加偏置電壓后臼闻，當(dāng)飛秒激光聚焦到天線縫隙表面時鸿吆，基底材料中的電子吸收能量并從價帶躍遷到導(dǎo)帶，在天線表面瞬間
（10-14 s）生成光生載流子（電子）述呐。電子在偏置電場的加速作用下定向遷移生成瞬態(tài)光電流惩淳，進(jìn)而向外輻射太赫茲波。理論上只要
外加電場足夠強(qiáng)乓搬，太赫茲輻射就可以得到顯著的增強(qiáng)思犁，但是實(shí)際實(shí)驗中過高的能量會導(dǎo)致光電導(dǎo)開關(guān)被損壞。另外半導(dǎo)體基底进肯、金屬電
極的幾何結(jié)構(gòu)與泵浦激光脈沖持續(xù)時間共同影響著光電導(dǎo)天線（光電導(dǎo)開關(guān)）的性能激蹲。半導(dǎo)體基底須具有高載流子遷移速率、極短的載
流子壽命以及高擊穿閾值江掩。使用不同的波段激發(fā)往往需要不同的基底学辱，常用的半導(dǎo)體基底材料有低溫生長的砷化鎵（LT-GaAs）、藍(lán)寶
石（RD-SOS）等环形。
光學(xué)整流法
在線性材料中项郊，雙光束傳輸時相互不干擾，可獨(dú)立傳播斟赚，且其振蕩頻率均不變着降。當(dāng)它們在非線性材料中傳輸時，兩束入射光會混合并發(fā)
生和頻振蕩拗军、差頻振蕩現(xiàn)象任洞，所以出射光中不光有原頻率的光，還會包含有其他頻率成分的光波发侵。而當(dāng)具有高能量的單色光束在非線性
介質(zhì)中傳播時交掏，它會在非線性材料中發(fā)生差頻從而產(chǎn)生一個不變的電極化場，這個電極化場會在材料內(nèi)部形成一個直流電場刃鳄。這種現(xiàn)象
被稱為光學(xué)整流現(xiàn)象盅弛。
圖2 光學(xué)整流法產(chǎn)生太赫茲原理圖
當(dāng)超短飛秒脈沖激光在非線性介質(zhì)中傳輸時，它可被視為由一組單色光束疊加而來叔锐。這些單色光束在非線性材料中發(fā)生差頻現(xiàn)象挪鹏，生成
一個低頻振蕩的時變電極化場，并向外輻射電磁波愉烙，該過程是一個二階非線性過程如圖2讨盒。由于激發(fā)激光脈沖是飛秒脈沖，這個電極化
場發(fā)射的電磁波便處在太赫茲頻段步责，且發(fā)射的太赫茲電場強(qiáng)度正比于該交變電場對時間的二階倒數(shù)：
上式中P代表電極化強(qiáng)度返顺，“0”代表零頻率禀苦， 代表二階非線性介質(zhì)的二階非線性極化率，I表示入射激光脈沖的光強(qiáng)遂鹊。光學(xué)整流法的關(guān)
鍵在于要滿足一個非常重要的相位匹配條件振乏，滿足相位匹配需要激光脈沖的群速度與太赫茲波的相速度相等。材料的擊穿閾值秉扑、非線性
系數(shù)都對產(chǎn)生的太赫茲輻射有影響昆码，但一般條件下它的擊穿閾值要遠(yuǎn)比光電導(dǎo)開關(guān)的擊穿閾值要高。多見的光學(xué)晶體包括LiNbO3邻储、
GaSe赋咽、ZnTe、InP吨娜、InTe脓匿、DAST、OH1宦赠、DSTMS等陪毡，其中有機(jī)晶體DAST是當(dāng)前已知的非線性效應(yīng)最高的介質(zhì)之一。
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