[實(shí)用新型]間距可調(diào)的雙等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721321529.9
• 申請(qǐng)日: 2017-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207234145U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張亮亮;張仕京;蔣廣通;張存林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S1/02
• 分類號(hào): H01S1/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11139
• 代理人: 孫皓晨

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太赫茲波產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種間距可調(diào)的雙等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

將超短激光脈沖聚焦在周?chē)諝庵兄苯赢a(chǎn)生太赫茲的技術(shù)，近年來(lái)引起了人們的廣泛關(guān)注，該方法可在遠(yuǎn)處(可在幾公里遠(yuǎn))產(chǎn)生太赫茲波，所以應(yīng)用前景十分美好。

當(dāng)高能量的超短激光脈沖聚焦在空氣中時(shí)，焦點(diǎn)處的空氣會(huì)發(fā)生電離而形成等離子體，由此所形成的有質(zhì)動(dòng)力會(huì)使離子電荷和電子電荷之間形成大的密度差，而且這種電荷分離過(guò)程會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)有力的電磁瞬變現(xiàn)象的發(fā)生，從而輻射出太赫茲。

以往的實(shí)驗(yàn)中一般使用飛秒激光經(jīng)過(guò)單透鏡聚焦激發(fā)空氣單等離子體，產(chǎn)生太赫茲波。但產(chǎn)生的太赫茲波強(qiáng)度并不是很大，無(wú)法滿足使用需求。2007年，Y.Liu等人發(fā)現(xiàn)一種單透鏡聚焦雙等離子體產(chǎn)生太赫茲波的方法，但雙等離子體的間距和空間分布無(wú)法精確控制。2016年，孫文峰等人實(shí)用新型一種前后雙光絲調(diào)制太赫茲頻譜的方法，但在此設(shè)置下太赫茲波強(qiáng)度和產(chǎn)生效率并沒(méi)有得到顯著增強(qiáng)。

如何利用空氣等離子體產(chǎn)生強(qiáng)度更大的太赫茲波，是本領(lǐng)域技術(shù)人員的一個(gè)重要研究方向。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種間距可調(diào)的雙等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，以利用空氣等離子體產(chǎn)生強(qiáng)度更大的太赫茲波。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種間距可調(diào)的雙等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其包括沿光路依序設(shè)置的激光器、光參量放大器、斬波器、爬升器、激光擴(kuò)束器、空間光調(diào)制器、反射鏡、BBO晶體、第一離軸拋物面反射鏡、第二離軸拋物面反射鏡、濾波片和硅片，其中，

激光器發(fā)射波長(zhǎng)為800nm、偏振方向?yàn)樨Q直方向的激光，之后經(jīng)過(guò)光參量放大器后輸出波長(zhǎng)為1300nm或1550nm的信號(hào)光，信號(hào)光經(jīng)過(guò)斬波器后，由爬升器將偏振方向轉(zhuǎn)變?yōu)樗椒较颍儆杉す鈹U(kuò)束器進(jìn)行擴(kuò)束后入射至空間光調(diào)制器，空間光調(diào)制器中裝載有兩幅菲涅爾透鏡相位圖，兩幅菲涅爾透鏡相位圖分別具有第一焦點(diǎn)和第二焦點(diǎn)，以將入射光轉(zhuǎn)換為兩束平行聚焦的光線并投射至反射鏡和BBO晶體，經(jīng)由BBO晶體射出的兩束光束分別在第一焦點(diǎn)和第二焦點(diǎn)處聚焦激發(fā)空氣產(chǎn)生等離子體，進(jìn)而形成太赫茲輻射源，太赫茲輻射源發(fā)射的太赫茲波經(jīng)由第一離軸拋物面反射鏡和第二離軸拋物面反射鏡反射再依次經(jīng)過(guò)濾波片和硅片，即得到高強(qiáng)度太赫茲波。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，兩幅菲涅爾透鏡相位圖之間的間距與兩個(gè)等離子體之間的間距相等。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，兩幅菲涅爾透鏡相位圖關(guān)于一對(duì)稱軸呈軸對(duì)稱，兩個(gè)等離子體中心的連線與對(duì)稱軸垂直，兩個(gè)等離子體中心的連線隨著對(duì)稱軸的順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)同樣方向以及同樣角度。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，第一焦點(diǎn)和第二焦點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)一第一焦距和一第二焦距，第一焦距和第二焦距與等離子體的長(zhǎng)度成正比并且與寬度成反比。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，間距可調(diào)的雙等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)還包括一設(shè)置在硅片后端的太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器為熱釋電探測(cè)器或高萊探測(cè)器。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述爬升器包括兩面金屬反射鏡。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述斬波器的頻率為15～20Hz。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述反射鏡為金屬鏡。

本實(shí)用新型提供的間距可調(diào)的雙等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)通過(guò)調(diào)整空間光調(diào)制器上裝載的兩幅菲涅爾透鏡相位圖之間的間距和對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)角度，進(jìn)而控制雙等離子體之間的間距和空間分布，與現(xiàn)有的太赫茲波產(chǎn)生方法相比，不僅提高了太赫茲波的強(qiáng)度，還能夠精確的控制太赫茲波的能量和偏振狀態(tài)，彌補(bǔ)了目前高強(qiáng)度太赫茲波產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有較強(qiáng)的科研及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值；

(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建置成本低、容易維護(hù)、穩(wěn)定性較高；

(3)產(chǎn)生的太赫茲波能量較強(qiáng)、光譜較寬，利于光譜測(cè)量。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(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實(shí)用新型的一些實(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)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型提供的間距可調(diào)的雙等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為兩幅菲涅爾透鏡相位圖關(guān)于對(duì)稱軸呈軸對(duì)稱的示意圖；