[發明專利]一種可快速連續調節太赫茲波偏振和強度的方法

有效

• 申請號: 201210403467.1
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102882107A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 彭滟;朱亦鳴;張鐸耀;周云燕;方丹;郭博;蔡斌;陳麟;莊松林
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02;G02F1/37
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種電磁波調整技術，特別涉及一種可快速連續調節太赫茲波偏振和強度的方法。

背景技術

幾十年來，太赫茲波以其廣泛的應用前景，已成為國際上物理領域的一個重要研究課題。太赫茲輻射是頻率在0.1到10?THz范圍的電磁波，這一波段位于微波與紅外之間，具有攜帶信息量豐富、亞皮秒量級脈寬、高時空相干性、低光子能量等特性，在天文、生物、計算機、通信等科學領域有著巨大的應用價值。

由于太赫茲波的廣泛應用前景,如何研制出高效率、高能量、結構緊湊、簡單、可連續調諧、室溫下穩定運轉的太赫茲波源，并能將其方便、靈活地運用于科研工作和實際生活中，已經當今科研工作者急需解決的實際問題。

近十年來，人們發現使用太赫茲波參量的方法（只需一個固定波長的泵浦源和一塊非線性晶體）可以產生具有較高功率的相干寬帶可調諧太赫茲波，并且因其具有實驗設備簡單，結構緊湊，產生的太赫茲波沒有閾值的優點，這種方法受到了廣泛的關注。

但是在該方法產生太赫茲波的過程中，對太赫茲波的偏振和強度的調諧比較繁瑣復雜，需要將產生的倍頻光與基頻光經過分束后通過復雜的光學延時系統調節以及再合束后，才可實現對太赫茲波偏振和強度的調節，光路繁瑣，調節過程緩慢，難以對太赫茲波的偏振和強度進行快速連續調節。如果在實驗過程中需要調整，不僅需要精確的計算，實驗裝置的調節操作也非常繁瑣。目前還沒有出現能夠快速連續調節太赫茲波偏振和強度的太赫茲波參量的技術方法。

發明內容

本發明是針對太赫茲波的偏振和強度的調諧繁瑣復雜的問題，提出了一種可快速連續調節太赫茲波偏振和強度的方法，該方法可通過改變單軸雙折射晶體薄片的厚度以及調整玻璃片與入射光束的空間夾角，實現快速連續地調整太赫茲波的偏振和強度。

本發明的技術方案為：一種可快速連續調節太赫茲波偏振和強度的方法，包括如下具體步驟：

1）建立調節光路：在飛秒激光器出口處放置一塊聚焦透鏡，入射激光依次經過聚焦透鏡和倍頻晶體后產生倍頻光，倍頻光和剩余的基頻光垂直入射通過單軸雙折射晶體薄片和玻璃片后，在聚焦透鏡焦點附近形成等離子體，產生太赫茲波；

2）改變單軸雙折射晶體薄片的厚度，可計算出基頻光與倍頻光在單軸雙折射晶體中傳播的光程差，即調節兩者之間的延時，改變基頻光和倍頻光的相對相位，從而調節太赫茲波的偏振和強度，基頻光和倍頻光的延時計算公式1：???????????????????????????????????????????????，其中，?為基頻光與倍頻光在單軸雙折射晶體中傳播的光程差，C為光在真空中傳播的速度，為單軸雙折射晶體薄片厚度，n_倍頻光為所選單軸雙折射晶體薄片對入射倍頻光的折射率，n為所選單軸雙折射晶體薄片對入射基頻光的折射率。式1中，若>0，說明倍頻光在時域上傳播速度慢于基頻光；反之，若<0說明倍頻光在時域上傳播速度快于基頻光；

3）改變玻璃片與入射激光的空間夾角，可計算出基頻光與倍頻光在玻璃片中傳播的光程差，即調節兩者之間的延時，改變基頻光和倍頻光的相對相位，從而調節太赫茲波的偏振和強度，延時公式2：，其中，?為基頻光與倍頻光在玻璃片中傳播的光程差，C為光在真空中傳播的速度，為玻璃片厚度，Θ為玻璃片和與入射激光正交平面的法平面所成夾角，為所選玻璃片對入射倍頻光的折射率，為所選玻璃片對入射基頻光的折射率；?

4）經過步驟2）和步驟3）調節后產生的太赫茲波通過高阻硅片濾波，進入太赫茲波探測系統。

所述倍頻晶體可以是BBO晶體，LBO晶體或者KTP晶體。

所述單軸雙折射晶體薄片厚度可調，其調節方式包括定制一定厚度的單軸雙折射晶體薄片或者將多片單軸雙折射晶體薄片的組合使用。所述的單軸雙折射晶體薄片可以是方解石或鈮酸鋰。

本發明的有益效果在于：本發明可快速連續調節太赫茲波偏振和強度的方法，通過定制一定厚度的單軸雙折射晶體薄片或將多片單軸雙折射晶體薄片組合使用，就可實現對單軸雙折射晶體薄片厚度的改變，從而改變基頻光與倍頻光的光程差與相對相位，實現了對太赫茲波偏振和強度的快速連續調節；可自由調節玻璃片與入射激光的空間夾角，改變基頻光與倍頻光相對相位，從而實現對太赫茲波偏振和強度的快速連續調節，操作簡單，快捷有效。

附圖說明

圖1為本發明實現快速連續調節太赫茲波偏振和強度的裝置結構示意圖。

具體實施方式