度、頻率和相位的數(shù)據(jù)提取。
[0012]反射鏡11、一維直流電機12、反射鏡13組成延遲系統(tǒng)，放置在光束三光路中，起到調(diào)節(jié)探測光路光程的作用。
[0013]反射鏡15、一維直流電機16、反射鏡17組成延遲系統(tǒng)，放置在光束二光路中，起到調(diào)節(jié)控制光路光程的作用。
[0014]在下面的實施例中，以輸出光中心波長為800 nm的激光器為例，其他波段與該波段的實施方法一致。
[0015]激光器輸出光中心波長為800 nm，光譜范圍780-820 nm，脈沖寬度為30 fs，重復(fù)頻率I KHz。以BBO倍頻晶體獲得400 nm的倍頻光為例。上述方法中利用本征鍺平板探測太赫茲二維平面電場幅度頻率和相位分布，具體實施選擇的調(diào)節(jié)過程如下:由飛秒激光器輸出800nm的初始激光脈沖，通過分束片1(1:1)，反射光束形成光束一(泵浦脈沖)，透射光束再經(jīng)過分束片7的反射光束形成光束二 (控制脈沖)，分束片7的透射光束形成光束三(探測脈沖)。光束一經(jīng)過太赫茲源3產(chǎn)生太赫茲波，經(jīng)過離軸拋物面鏡A4后，產(chǎn)生一個準直的太赫茲光束，被平面金屬反射鏡5反射后透過固定著的本征鍺平板6。光束二 (控制脈沖)經(jīng)過凸透鏡9和凹透鏡10的縮束后，通過調(diào)節(jié)二維掃描振鏡，改變光出射方向，讓控制脈沖均以布儒斯特角斜入射到掃描本征鍺平板6的不同空間位置，所照射區(qū)域處本征鍺6的反射率被大幅提高，形成類似金屬的表面，反射太赫茲光，而平板的其他位置沒有被光束照射，落在這些區(qū)域的太赫茲波仍然被透射。這些透過的太赫茲波將平行進入拋物面鏡B19且同時與第三束探測光合束，通過ZnTe晶體20、凸透鏡21、四分之一玻片22、渥拉斯頓棱鏡23，進入H)探測器，從而探測太赫茲光束的時域光譜。
[0016]采集初始背景信號時，先擋住光束二 (控制脈沖)，用探測光束記錄透過本征鍺平板6后的完整太赫茲波信號。當(dāng)光束二(控制脈沖)照射到本征鍺平板6上時，被照射的區(qū)域反射THz波，剩余的THz波透過本征鍺平板6后進入探測系統(tǒng)。將完整的太赫茲波信號和部分被反射后的太赫茲波信號相減即可得到被照射區(qū)域的相關(guān)太赫茲特征信息。通過二維振鏡調(diào)節(jié)控制光束二照射在本征鍺平板6上的不同位置，結(jié)合后期頻譜分析處理和二維數(shù)據(jù)再組合，即可實現(xiàn)太赫茲光束不同區(qū)域內(nèi)電場幅度、頻率和相位的數(shù)據(jù)提取。
[0017]所述太赫茲源3可選用超短脈沖激光聚焦在空氣中形成等離子體拉絲從而產(chǎn)生太赫茲波，或者用超短激光聚焦在光電導(dǎo)天線上激發(fā)載流子高速運動從而產(chǎn)生太赫茲波，或者用光整流方法即用超短脈沖激光和非線性介質(zhì)的相互作用而產(chǎn)生太赫茲波。
[0018]所述電光晶體20 可以從 ZnTe、GaP、GaAs、ZnCdTe、HgCdTe、LiNbO3中任選一種。
【主權(quán)項】
1.一種太赫茲波性能的檢測裝置，其特征在于，包括兩個分束片；三個反射鏡?’太赫茲源；拋物面鏡A ;平面金屬鏡；本征鍺；兩個凸透鏡；凹透鏡；二維掃描振鏡；拋物面鏡B ;ZnTe晶體；四分之一玻片；沃拉斯頓棱鏡；Η)探頭；由飛秒激光器輸出的初始激光脈沖，通過第一分束片后，反射光作為光束一經(jīng)過第一反射鏡進入太赫茲源，太赫茲源輸出產(chǎn)生太赫茲波，經(jīng)過離軸拋物面鏡A后，產(chǎn)生一個準直的太赫茲光束，被平面金屬鏡反射后透過固定著的本征鍺平板； 通過第一分束片的透射光經(jīng)過第二分束片，第二分束片輸出的反射光作為光束二經(jīng)過第二反射鏡再次反射后，經(jīng)過第一凸透鏡和凹透鏡的縮束后，通過調(diào)節(jié)二維掃描振鏡，改變光出射方向，照射到本征鍺平板上的不同位置，形成類似金屬的表面，反射太赫茲光，沒有被照射到的位置處太赫茲波仍然被透射，透過的太赫茲波平行進入拋物面鏡B ; 通過第一分束片的透射光經(jīng)過第二分束片，第二分束片輸出的透射光作為光束三，經(jīng)過第三反射鏡反射，與拋物面鏡B匯聚光合束，再依次通過電光晶體、凸透鏡、四分之一玻片、渥拉斯頓棱鏡，進入H)探頭進行信號的光電轉(zhuǎn)換，后續(xù)進行信號記錄和處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太赫茲波性能的檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括兩組延遲系統(tǒng)，延遲系統(tǒng)由兩個反光鏡和一維直流電機組成，放置在光束二和光束三的光路中，調(diào)節(jié)光路光程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述太赫茲波性能的檢測裝置，其特征在于，所述太赫茲源選用超短脈沖激光聚焦在空氣中形成等離子體拉絲從而產(chǎn)生太赫茲波，或者用超短激光聚焦在光電導(dǎo)天線上激發(fā)載流子高速運動從而產(chǎn)生太赫茲波，或者用光整流方法即用超短脈沖激光和非線性介質(zhì)的相互作用而產(chǎn)生太赫茲波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述太赫茲波性能的檢測裝置，其特征在于，所述電光晶體從ZnTe、GaP、GaAs、ZnCdTe、HgCdTe、LiNbO3 中任選一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述裝置的太赫茲波性能檢測方法，其特征在于，具體包括如下步驟 1)采集初始背景信號時，先擋住光束二，用探測光束記錄透過本征鍺平板后的完整太赫茲波信號； 2)當(dāng)光束二照射到本征鍺平板上時，被照射的區(qū)域反射THz波，剩余的THz波透過本征鍺平板后進入探測系統(tǒng)；將完整的太赫茲波信號和部分被反射后的太赫茲波信號相減即可得到被照射區(qū)域的相關(guān)太赫茲特征信息； 3)通過二維振鏡調(diào)節(jié)控制光束二照射在本征鍺平板上的不同位置，結(jié)合后期頻譜分析處理和二維數(shù)據(jù)再組合，即可實現(xiàn)太赫茲光束不同區(qū)域內(nèi)電場幅度、頻率和相位的數(shù)據(jù)提取。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太赫茲波性能的檢測裝置和方法，采用了具有可調(diào)諧反射空間太赫茲波效果的本征鍺材料平板、拋物面鏡、二維掃描振鏡和兩個一維直流電機，將本征鍺材料平板固定在太赫茲準直光束傳輸?shù)穆窂街校ㄟ^調(diào)節(jié)二維掃描振鏡，使縮束后的光束掃描本征鍺材料的不同空間位置，反射需要探測的區(qū)域，同時用電光晶體探測太赫茲光束的時域光譜，最后通過后期頻譜分析處理，即可實現(xiàn)太赫茲光束不同區(qū)域內(nèi)電場幅度、頻率和相位的數(shù)據(jù)提取?？梢越鉀Q國際上對源特征探測的科學(xué)難題，為后期的科學(xué)研究工作奠定基礎(chǔ)，在實際應(yīng)用中可以幫助使用者針對不同的源采用不同的特征選取手段，提高太赫茲波的應(yīng)用效率。
【IPC分類】G01J3-42
【公開號】CN104677497
【申請?zhí)枴緾N201510077425
【發(fā)明人】彭滟, 朱亦鳴, 馬瑞杰, 羅坤, 陳向前, 李敏, 周云燕, 莊松林
【申請人】上海理工大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月13日