[實用新型]一種基于透射光柵傾斜波前的太赫茲脈沖產生裝置

有效

• 申請號: 201721347710.7
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN207663191U
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 吳曉君;戴軍;方兆吉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G02F1/355
• 分類號: G02F1/355;H01S1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本實用新型提供一種基于透射光柵傾斜波前的太赫茲脈沖產生裝置，所述裝置包括依次排列的飛秒激光器、透射光柵、半波片、成像系統和鈮酸鋰發射晶體；所述飛秒激光器發射的泵浦飛秒激光通過所述透射光柵發射衍射；所述半波片接收所述透射光柵的正/負一級衍射光；經半波片改變泵浦飛秒激光的偏振方向后，通過成像系統入射至鈮酸鋰發射晶體，在所述鈮酸鋰發射晶體中產生太赫茲脈沖輻射。透射光柵的正/負一級衍射光與入射光方向夾角小，在光路搭建的過程中更加容易，且能夠實現光柵角度的精確調諧，獲得更好的太赫茲脈沖發射效率。

技術領域

本實用新型涉及光學技術領域，更具體地，涉及一種基于透射光柵傾斜波前的太赫茲脈沖產生裝置。

背景技術

太赫茲(THz)輻射通常指的是從0.1～10THz的電磁波，其波段在微波和遠紅外之間。由于太赫茲頻率在電磁波譜上的特殊位置，使得這個頻段的高能量光源非常缺乏。高能量的太赫茲輻射源按照裝置的大小可分為同步輻射太赫茲源和桌面式小型太赫茲源。同步輻射的太赫茲源可產生百微焦量級的太赫茲脈沖，但這樣的大型裝置耗資巨大且運行昂貴。桌面式的強場太赫茲輻射源主要由脈沖飛秒激光器驅動，按照產生方式的不同可分為：光學整流、光導天線、空氣等離子體、激光打靶等。

傾斜波前技術是到目前為止被認為最有效的實現小型化高能太赫茲脈沖源的方式。要想實現激發光的波前傾斜，使得其群速度的傳播方向與相速度的傳播方向上存在一個特定的角度，傳統的方式可通過投射型階梯鏡、反射型梯形鏡、反射型光柵來實現。由于階梯鏡造價昂貴且對反射光路的要求很高，在光路搭建和優化過程中，存在一定的困難，使得反射型光柵備受青睞。

利用反射型光柵來實現傾斜波前技術存在以下問題：(1)光路搭建的困難；利用傾斜波前技術實現高能太赫茲脈沖輻射的產生對光路的精準度要求非常高，這就對光柵的入射角和反射角的精確度提出了很高的要求，增加了光路搭建的難度；(2)太赫茲波產生效率優化困難；在利用傾斜波前技術產生高能太赫茲波的實驗過程中，光柵的角度優化對整個實驗至關重要，利用反射型光柵使得在優化光柵的角度的時候，會導致從光柵出來的衍射光的傳播方向隨之改變，進而導致后續的光學元件出現偏離，需采用一致的調節方式來實現光路的對準和調節，使得優化太赫茲輻射的效率更加困難；(3)成本的增加；為了實現精準的光路調節，反射型光柵在使用過程中一般需要配置昂貴的光柵旋轉臺和調節架，極大地提高了實驗的成本。

實用新型內容

本實用新型提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種基于透射光柵傾斜波前的太赫茲脈沖產生裝置，解決了現有技術中利用傾斜波前技術實現高能太赫茲脈沖輻射時光路搭建困難、難以調節及成本過高的問題。

根據本實用新型的一個方面，提供一種太赫茲脈沖產生裝置，包括依次排列的飛秒激光器、透射光柵、半波片、成像系統和鈮酸鋰發射晶體；所述飛秒激光器發射的泵浦飛秒激光通過所述透射光柵發射衍射；所述半波片接收所述透射光柵的正/負一級衍射光；經半波片改變泵浦飛秒激光的偏振方向后，通過成像系統入射至鈮酸鋰發射晶體，在所述鈮酸鋰發射晶體中產生太赫茲脈沖輻射。

作為優選的，所述鈮酸鋰發射晶體為三角形面中一角為62～63度的三角形棱柱鈮酸鋰晶體。

作為優選的，所述鈮酸鋰發射晶體為鈮酸鋰晶體結合結構，包括底角為62～63度，頂角為54～56度的等腰三角形棱柱鈮酸鋰晶體以及一個厚度為1～5mm的鈮酸鋰晶片，所述鈮酸鋰晶片通過光學接觸的方法完全覆蓋于所述等腰三角形棱柱鈮酸鋰晶體底邊所在的柱面上；

其中，所述等腰三角形棱柱鈮酸鋰晶體的三個柱面經過光學拋光處理。

作為優選的，所述鈮酸鋰發射晶體摻雜有5～6.2mol％的氧化鎂。

作為優選的，所述泵浦飛秒激光入射至所述鈮酸鋰發射晶體時，泵浦飛秒激光的偏振方向與所述鈮酸鋰晶片的晶軸平行。

作為優選的，所述成像系統為單個透鏡、雙透鏡組合或柱透鏡組合。