[發明專利]強場太赫茲自旋發射器及光譜儀

在審

• 申請號: 201810570581.0
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108981915A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 吳曉君;聶天曉;孔德胤;高揚;郭苡辰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02;G01J3/10;G01N21/01
• 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

1.一種強場太赫茲自旋發射器，其特征在于，包括：預設尺寸的鐵磁納米薄膜、第一磁鐵和第二磁鐵；

所述第一磁鐵和所述第二磁鐵均固定于所述鐵磁納米薄膜所處的平面內，且所述第一磁鐵和所述第二磁鐵設置在一條直線上，所述第一磁鐵的第一極和所述第二磁鐵的第二極相對設置，所述第一極和所述第二極的極性相反，所述鐵磁納米薄膜設置在所述第一極和所述第二極之間；

預設脈沖寬度、單脈沖能量為預設能量的泵浦激光透過所述鐵磁納米薄膜，產生預設頻譜寬度、預設輻射場強度的太赫茲脈沖輻射。

2.根據權利要求1所述的強場太赫茲自旋發射器，其特征在于，所述預設脈沖寬度為小于100fs的脈沖寬度，所述預設能量為大于mJ量級的能量；

相應地，所述預設頻譜寬度為大于4THz的頻譜寬度，所述預設輻射場強度為電場峰值強度大于1MV/cm、磁場峰值強度大于0.3Tesla。

3.根據權利要求1所述的強場太赫茲自旋發射器，其特征在于，還包括：導電玻璃；

所述導電玻璃設置在所述泵浦激光透過所述鐵磁納米薄膜后的輸出光路上，所述導電玻璃用于透射所述泵浦激光并反射所述太赫茲脈沖輻射。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的強場太赫茲自旋發射器，其特征在于，還包括第一支架、第二支架和第三支架；

所述第一支架、所述第二支架和所述第三支架高度相同，所述第一磁鐵通過固體熱熔膠固定在所述第一支架上，所述第二磁鐵通過固體熱熔膠固定在所述第二支架上，所述鐵磁納米薄膜設置在所述第三支架上。

5.根據權利要求1-3中任一項所述的強場太赫茲自旋發射器，其特征在于，所述泵浦激光通過飛秒激光器產生。

6.一種光譜儀，其特征在于，包括如權利要求1-5中任一項所述的強場太赫茲自旋發射器、分束鏡、至少三個反射鏡、至少三個拋物面鏡、磷化鎵晶體、四分之一波片、沃拉斯頓棱鏡、平衡能量探測器和示波器；

所述至少三個反射鏡中包括第一反射鏡和第二反射鏡，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡均設置在光學延遲線裝置上；所述至少三個拋物面鏡中包括預設拋物面鏡，所述預設拋物面鏡上設置有通光孔；所述預設拋物面鏡設置在所述至少三個反射鏡與所述磷化鎵晶體之間的光路上；

所述分束鏡設置在所述泵浦激光入射至所述鐵磁納米薄膜前的光路上，所述分束鏡用于將所述泵浦激光分為第一束泵浦激光和第二束泵浦激光；所述第一束泵浦激光入射至所述強場太赫茲自旋發射器，以產生預設頻譜寬度、預設輻射場強度的太赫茲脈沖輻射，所述太赫茲脈沖輻射經所述至少三個拋物面鏡反射后入射至所述磷化鎵晶體上；所述第二束泵浦激光經所述至少三個反射鏡后，經所述通光孔入射至所述磷化鎵晶體上；所述光學延遲線裝置用于改變所述第二束泵浦激光的光程；

所述第二束泵浦激光經所述磷化鎵晶體后的光路上依次設置有四分之一波片、沃拉斯頓棱鏡和平衡能量探測器，所述平衡能量探測器與所述示波器電連接。

7.根據權利要求6所述的光譜儀，其特征在于，所述平衡能量探測器具體包括：第一硅光電能量探頭和第二硅光電能量探頭；

所述第二束泵浦激光經所述沃拉斯頓棱鏡后被分為兩束振動方向互相垂直的激光，兩束振動方向相互垂直的激光分別入射至所述第一硅光電能量探頭和所述第二硅光電能量探頭。

8.根據權利要求6所述的光譜儀，其特征在于，所述光學延遲線裝置為機械掃描延遲線裝置，所述機械掃描延遲線裝置設置在延遲線控制器上。

9.根據權利要求8所述的光譜儀，其特征在于，還包括：控制裝置，所述控制裝置分別與所述示波器和所述延遲線控制器通信連接。

10.根據權利要求6-9中任一項所述的光譜儀，其特征在于，所述分束鏡具體用于將所述泵浦激光分為占比為99％的第一束泵浦激光和占比為1％的第二束泵浦激光。