[實(shí)用新型]一種異步掃頻THz時(shí)域光譜系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721374167.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN207528341U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔海林;張存林;周慶莉;蘇波;鄧朝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J3/12
• 分類號(hào): G01J3/12;G01J3/28
• 代理公司: 北京智匯東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11391
• 代理人: 康正德;孫曉芳

本實(shí)用新型涉及一種異步掃頻THz時(shí)域光譜系統(tǒng)，包括：控制器和分別與控制器通信的第一激光器和第二激光器,以及用于產(chǎn)生及探測(cè)太赫茲波的光電導(dǎo)天線；第一激光器輸出第一光路和第二光路，第一光路產(chǎn)生太赫茲波；第二光路上設(shè)置有第一光探測(cè)裝置；第二激光器輸出第三光路和第四光路，第三光路探測(cè)太赫茲波；第四光路上設(shè)置有第二光探測(cè)裝置；第一光探測(cè)裝置和第二光探測(cè)裝置分別與控制器通信；控制器監(jiān)測(cè)第一光探測(cè)裝置和第二光探測(cè)裝置的脈沖重復(fù)頻率，并實(shí)時(shí)反饋控制第一激光器和第二激光器，使激光器輸出的脈沖重復(fù)頻率穩(wěn)定且始終相差一個(gè)定值。本實(shí)用新型利用兩臺(tái)飛秒激光器高速異步控制，可在毫秒量級(jí)完成一個(gè)太赫茲脈沖波形采集。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太赫茲(THz)光譜控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異步掃頻THz時(shí)域光譜系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分向讀者介紹可能與本實(shí)用新型的各個(gè)方面相關(guān)的背景技術(shù)，相信能夠向讀者提供有用的背景信息，從而有助于讀者更好地理解本實(shí)用新型的各個(gè)方面。因此，可以理解，本部分的說明是用于上述目的，而并非構(gòu)成對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

太赫茲波是指頻率在0.1THz到10THz范圍的電磁波，波長(zhǎng)大概在3mm到30um范圍，介于微波與紅外之間。在電磁頻譜上，太赫茲波段兩側(cè)的紅外和微波技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是涉及太赫茲波段的研究結(jié)果和數(shù)據(jù)非常少，主要是受到有效太赫茲產(chǎn)生源和靈敏探測(cè)器的限制，因此這一波段也被稱為THz間隙。隨著80年代一系列新技術(shù)、新材料的發(fā)展，特別是超快技術(shù)的發(fā)展，使得獲得寬帶穩(wěn)定的脈沖THz源成為一種準(zhǔn)常規(guī)技術(shù)，THz技術(shù)得以迅速發(fā)展，并在實(shí)際范圍內(nèi)掀起一股THz研究熱潮。2004年，美國政府將THz科技評(píng)為“改變未來世界的十大技術(shù)”之四，而日本于2005年1月8日更是將THz技術(shù)列為“國家支柱十大重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)”之首，舉全國之力進(jìn)行研發(fā)。許多國家和地區(qū)政府、機(jī)構(gòu)、企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)紛紛投入到THz的研發(fā)熱潮之中。它在物理、化學(xué)、電子信息、生命科學(xué)、材料科學(xué)、天文學(xué)、大氣與環(huán)境監(jiān)測(cè)、通訊雷達(dá)、國家安全與反恐等多個(gè)重要領(lǐng)域具有的獨(dú)特優(yōu)越性和巨大的應(yīng)用前景逐漸顯露。其中，太赫茲波譜技術(shù)構(gòu)成了太赫茲應(yīng)用的主要關(guān)鍵技術(shù)。

近年來，出現(xiàn)了異步光學(xué)掃頻太赫茲光譜系統(tǒng)，采用兩臺(tái)飛秒激光器分別完成太赫茲波的產(chǎn)生與探測(cè)，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械延遲裝置。兩臺(tái)激光器產(chǎn)生的飛秒激光脈沖的間隔周期不同，即重復(fù)頻率不同，兩者之間有一個(gè)微小的重復(fù)頻率差，此裝置又叫異步光學(xué)采樣。利用此頻率差就可以完成對(duì)太赫茲波的逐點(diǎn)采樣，即用另外一臺(tái)飛秒激光器的頻率差來代替機(jī)械延遲裝置產(chǎn)生的頻率差。

現(xiàn)有的太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)中，機(jī)械時(shí)間延遲裝置有體積大、速度慢等問題。例如近幾年出現(xiàn)的掃頻太赫茲光譜系統(tǒng)采用鈦藍(lán)寶石飛秒激光器，體積非常大。同時(shí)激光脈沖重復(fù)頻率高達(dá)1GHz，這樣高的頻率，異步控制電路就需要許多高頻電路芯片，難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的異步鎖相控制，兩臺(tái)激光器的異步控制電路非常復(fù)雜和昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題是如何提供一種異步掃頻THz時(shí)域光譜系統(tǒng)。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種異步掃頻THz時(shí)域光譜系統(tǒng)，可以使兩臺(tái)激光器輸出脈沖的重復(fù)頻率保持穩(wěn)定，并始終保持一個(gè)穩(wěn)定的頻率差。

第一方面，本實(shí)用新型提供了一種異步掃頻THz時(shí)域光譜系統(tǒng)，包括：

控制器和分別與所述控制器通信的第一激光器和第二激光器；

所述第一激光器輸出第一光路和第二光路，所述第一光路產(chǎn)生太赫茲波；所述第二光路上設(shè)置有第一光探測(cè)裝置；

所述第二激光器輸出第三光路和第四光路，所述第三光路探測(cè)太赫茲波；所述第四光路上設(shè)置有第二光探測(cè)裝置；

所述第一光探測(cè)裝置和所述第二光探測(cè)裝置分別與所述控制器通信；