本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種太赫茲產(chǎn)生裝置以及產(chǎn)生方法。所述太赫茲波產(chǎn)生裝置包括：光源模塊，用于輸出激光脈沖信號(hào)；分光模塊，用于將所述光源模塊輸出的激光脈沖信號(hào)分成泵浦光和探測(cè)光；第一透鏡模塊，用于將所述泵浦光聚焦；倍頻模塊，用于將部分所述泵浦光轉(zhuǎn)換成倍頻光；群速度補(bǔ)償器，用于對(duì)所述泵浦光和所述倍頻光進(jìn)行群速度補(bǔ)償；以及雙波長(zhǎng)半波片，用于使所述倍頻光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；所述泵浦光和所述倍頻光經(jīng)過(guò)所述群速度補(bǔ)償器和所述雙波長(zhǎng)半波片后，共聚焦而產(chǎn)生太赫茲波。通過(guò)群速度補(bǔ)償器對(duì)泵浦光和倍頻光進(jìn)行群速度補(bǔ)償，能夠有效地提供太赫茲波的產(chǎn)生效率。率。率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種太赫茲波產(chǎn)生裝置以及產(chǎn)生方法
[0001]本專利技術(shù)屬于太赫茲波
，具體涉及一種太赫茲波產(chǎn)生裝置以及產(chǎn)生方法。
技術(shù)介紹
[0002]產(chǎn)生太赫茲波的方式有很多種。一種常用的產(chǎn)生太赫茲波的方式是采用雙色激光誘導(dǎo)空氣等離子體產(chǎn)生太赫茲波。即，使用倍頻晶體將部分的基頻激光轉(zhuǎn)換成倍頻激光，基頻激光和倍頻激光在空氣中聚焦在同一點(diǎn)，從而電離空氣而產(chǎn)生太赫茲波。目前，用于太赫茲輻射的雙色激光誘導(dǎo)空氣等離子體因其豐富的物理特性而被廣泛研究。
[0003]常用的雙色激光誘導(dǎo)空氣等離子體系統(tǒng)中的太赫茲轉(zhuǎn)換效率約為0.01％。使用柱面透鏡代替球面透鏡，太赫茲轉(zhuǎn)換效率提高到約0.07％。在液體介質(zhì)中，太赫茲轉(zhuǎn)換效率高于0.1％。可見(jiàn)，采用雙色激光誘導(dǎo)空氣等離子體產(chǎn)生太赫茲波的轉(zhuǎn)換效率普遍不高。如何提高太赫茲波的產(chǎn)生效率，是人們目前需要解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種太赫茲波產(chǎn)生裝置以及產(chǎn)生方法，以解決現(xiàn)有的雙色激光誘導(dǎo)空氣等離子體系統(tǒng)中的太赫茲波產(chǎn)生效率不高的問(wèn)題。
[0005]本專利技術(shù)其中一實(shí)施例提供了一種太赫茲波產(chǎn)生裝置，包括：
[0006]光源模塊，用于輸出激光脈沖信號(hào)；
[0007]分光模塊，用于將所述光源模塊輸出的激光脈沖信號(hào)分成泵浦光和探測(cè)光；
[0008]第一透鏡模塊，用于將所述泵浦光聚焦；
[0009]倍頻模塊，用于將部分所述泵浦光轉(zhuǎn)換成倍頻光；
[0010]群速度補(bǔ)償器，用于對(duì)所述泵浦光和所述倍頻光進(jìn)行群速度補(bǔ)償；以及
[0011]雙波長(zhǎng)半波片，用于使所述倍頻光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；
[0012]所述泵浦光和所述倍頻光經(jīng)過(guò)所述群速度補(bǔ)償器和所述雙波長(zhǎng)半波片后，共聚焦而產(chǎn)生太赫茲波。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述倍頻模塊包括第一BBO晶體。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述群速度補(bǔ)償器包括第二BBO晶體。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，
[0016]所述第二BBO晶體傾斜于所述第一BBO晶體設(shè)置；
[0017]和/或，所述第二BBO晶體的厚度不同于所述第一BBO晶體設(shè)置；
[0018]和/或，所述第二BBO晶體的切割角度不同于所述第一BBO晶體設(shè)置。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述泵浦光和所述倍頻光經(jīng)過(guò)所述群速度補(bǔ)償器和所述雙波長(zhǎng)半波片后，共聚焦在氣體或者液體中而產(chǎn)生太赫茲波。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述太赫茲波產(chǎn)生裝置還包括：
[0021]第一反射鏡，所述第一反射鏡設(shè)置在所述分光模塊和所述第一透鏡模塊之間，所述分光模塊所產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)過(guò)所述第一反射鏡后傳輸至所述第一透鏡模塊。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述太赫茲波產(chǎn)生裝置還包括第一離軸拋物鏡、碲化鋅晶體、電動(dòng)位移裝置以及第二透鏡模塊，所述離軸拋物鏡用于將所述泵浦光和所述倍頻光共聚焦所產(chǎn)生的太赫茲波傳輸至所述碲化鋅晶體中，所述離軸拋物鏡的內(nèi)部設(shè)置有通孔，所述分光模塊所產(chǎn)生的探測(cè)光經(jīng)過(guò)所述電動(dòng)位移裝置后，在經(jīng)過(guò)所述第二透鏡模塊聚焦，并穿過(guò)所述第一離軸拋物鏡內(nèi)部的通孔，從而與所述太赫茲波共同作用至所述碲化鋅晶體中。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述太赫茲波產(chǎn)生裝置還包括探測(cè)器，所述探測(cè)器用于檢測(cè)所述探測(cè)光與所述太赫茲波共同作用至所述碲化鋅晶體后所形成的第二探測(cè)光。
[0024]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述探測(cè)器包括四分之一波片、沃拉斯頓棱鏡、第一光電探頭和第二光電探頭，所述第二探測(cè)光經(jīng)過(guò)所述四分之一波片后，被所述沃拉斯頓棱鏡分成第一束光和第二束光，所述第一束光被所述第一光電探頭接收，所述第二束光被所述第二光電探頭接收。
[0025]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述太赫茲波產(chǎn)生裝置還包括第二離軸拋物鏡、第三離軸拋物鏡以及第四離軸拋物鏡，所述泵浦光和所述倍頻光共聚焦所產(chǎn)生的太赫茲波經(jīng)過(guò)所述第二離軸拋物鏡、所述第三離軸拋物鏡以及所述第四離軸拋物鏡后，再傳輸至所述第一離軸拋物鏡中；
[0026]和/或，所述太赫茲波產(chǎn)生裝置還包括第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡以及第五反射鏡，所述第二反射鏡和所述第三反射鏡設(shè)置在所述電動(dòng)位移裝置中，所述探測(cè)光經(jīng)過(guò)所述第二反射鏡和所述第三反射鏡改變傳輸方向，改變傳輸方向后的所述探測(cè)光經(jīng)過(guò)所述第四反射鏡反射后，被所述第二透鏡模塊聚焦，再經(jīng)過(guò)所述第五反射鏡反射后穿過(guò)所述第一離軸拋物鏡內(nèi)部的通孔，從而與所述太赫茲波共同作用至所述碲化鋅晶體中。
[0027]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述泵浦光的波長(zhǎng)為800nm或者1030nm，所述倍頻光的波長(zhǎng)為400nm或者515nm。
[0028]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述探測(cè)器包括邁克爾遜干涉儀或者高壓寬帶探測(cè)儀。
[0029]本專利技術(shù)另一實(shí)施例還提供了一種太赫茲波的產(chǎn)生方法，包括以下步驟：
[0030]使用光源模塊輸出激光脈沖信號(hào)；
[0031]使用分光模塊將所述光源模塊輸出的激光脈沖信號(hào)分成泵浦光和探測(cè)光；
[0032]使用第一透鏡模塊將所述泵浦光聚焦；
[0033]使用倍頻模塊將部分所述泵浦光轉(zhuǎn)換成倍頻光；
[0034]使用群速度補(bǔ)償器對(duì)所述泵浦光和所述倍頻光進(jìn)行群速度補(bǔ)償；以及
[0035]使用雙波長(zhǎng)半波片使所述倍頻光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；
[0036]使所述泵浦光和所述倍頻光經(jīng)過(guò)所述群速度補(bǔ)償器和所述雙波長(zhǎng)半波片后，共聚焦而產(chǎn)生太赫茲波。
[0037]在本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的太赫茲波的產(chǎn)生裝置和產(chǎn)生方法中，通過(guò)群速度補(bǔ)償器對(duì)所述泵浦光和所述倍頻光進(jìn)行群速度補(bǔ)償，所述泵浦光和所述倍頻光的空間和時(shí)間走移都得到了優(yōu)化，從而使太赫茲波的產(chǎn)生效率明顯提高。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，采用本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的太赫茲波的產(chǎn)生裝置和產(chǎn)生方法，太赫茲波的產(chǎn)生效率提高了3倍。通過(guò)時(shí)域光譜的峰值對(duì)比發(fā)現(xiàn)，太赫茲波的振幅提高了約1.7倍。
附圖說(shuō)明
[0038]為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的太赫茲波產(chǎn)生裝置的模塊示意圖；
[0040]圖2為圖1中的太赫茲波產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3(a)為圖1中的太赫茲波產(chǎn)生裝置中的太赫茲波產(chǎn)生效率的示意圖；
[0042]圖3(b)為圖1中的太赫茲波產(chǎn)生裝置中的太赫茲波時(shí)域波形示意圖；
[0043]圖4為不同的二次諧波產(chǎn)生效率對(duì)太赫茲波的產(chǎn)生效率的影響示意圖；
[0044]圖5為本專利技術(shù)另一實(shí)施例提供的太赫茲波的產(chǎn)生方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
[0045]下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種太赫茲波產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括：光源模塊，用于輸出激光脈沖信號(hào)；分光模塊，用于將所述光源模塊輸出的激光脈沖信號(hào)分成泵浦光和探測(cè)光；第一透鏡模塊，用于將所述泵浦光聚焦；倍頻模塊，用于將部分所述泵浦光轉(zhuǎn)換成倍頻光；群速度補(bǔ)償器，用于對(duì)所述泵浦光和所述倍頻光進(jìn)行群速度補(bǔ)償；以及雙波長(zhǎng)半波片，用于使所述倍頻光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；所述泵浦光和所述倍頻光經(jīng)過(guò)所述群速度補(bǔ)償器和所述雙波長(zhǎng)半波片后，共聚焦而產(chǎn)生太赫茲波。2.如權(quán)利要求1所述的太赫茲波產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述倍頻模塊包括第一BBO晶體。3.如權(quán)利要求2所述的太赫茲波產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述群速度補(bǔ)償器包括第二BBO晶體。4.如權(quán)利要求3所述的太赫茲波產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述第二BBO晶體傾斜于所述第一BBO晶體設(shè)置；和/或，所述第二BBO晶體的厚度不同于所述第一BBO晶體設(shè)置；和/或，所述第二BBO晶體的切割角度不同于所述第一BBO晶體設(shè)置。5.如權(quán)利要求1所述的太赫茲波產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述泵浦光和所述倍頻光經(jīng)過(guò)所述群速度補(bǔ)償器和所述雙波長(zhǎng)半波片后，共聚焦在氣體或者液體中而產(chǎn)生太赫茲波。6.如權(quán)利要求1所述的太赫茲波產(chǎn)生裝置，其特征在于，還包括以下部件中的其中一個(gè)或者多個(gè)：第一反射鏡，所述第一反射鏡設(shè)置在所述分光模塊和所述第一透鏡模塊之間，所述分光模塊所產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)過(guò)所述第一反射鏡后傳輸至所述第一透鏡模塊；第一離軸拋物鏡、碲化鋅晶體、電動(dòng)位移裝置以及第二透鏡模塊，所述離軸拋物鏡用于將所述泵浦光和所述倍頻光共聚焦所產(chǎn)生的太赫茲波傳輸至所述碲化鋅晶體中，所述離軸拋物鏡的內(nèi)部設(shè)置有通孔，所述分光模塊所產(chǎn)生的探測(cè)光經(jīng)過(guò)所述電動(dòng)位移裝置后，在經(jīng)過(guò)所述第二透鏡模塊聚焦，并穿過(guò)所述第一離軸拋物鏡內(nèi)部的通孔，從而與所述太赫茲波共同作用至所述碲化鋅晶體中；探測(cè)器，所述探測(cè)器用于檢測(cè)所述探測(cè)光與所述太赫茲波共同作用至...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王天武，韋金成，方廣有，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院空天信息研究院粵港澳大灣區(qū)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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