[發(fā)明專利]強(qiáng)場(chǎng)太赫茲自旋發(fā)射器及光譜儀

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810570581.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN108981915A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉君;聶天曉;孔德胤;高揚(yáng);郭苡辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J3/28
• 分類號(hào): G01J3/28;G01J3/02;G01J3/10;G01N21/01
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種強(qiáng)場(chǎng)太赫茲自旋發(fā)射器及光譜儀，強(qiáng)場(chǎng)太赫茲自旋發(fā)射器包括：預(yù)設(shè)尺寸的鐵磁納米薄膜、第一磁鐵和第二磁鐵；第一磁鐵和第二磁鐵均固定于鐵磁納米薄膜所處的平面內(nèi)，且第一磁鐵和第二磁鐵設(shè)置在一條直線上，第一磁鐵的第一極和第二磁鐵的第二極相對(duì)設(shè)置，第一極和第二極的極性相反，鐵磁納米薄膜設(shè)置在第一極和第二極之間；預(yù)設(shè)脈沖寬度、單脈沖能量為預(yù)設(shè)能量的泵浦激光透過鐵磁納米薄膜，產(chǎn)生預(yù)設(shè)頻譜寬度、預(yù)設(shè)輻射場(chǎng)強(qiáng)度的太赫茲脈沖輻射。本發(fā)明實(shí)施例中提供的強(qiáng)場(chǎng)太赫茲自旋發(fā)射器，可實(shí)現(xiàn)超寬帶、強(qiáng)場(chǎng)太赫茲脈沖輻射的產(chǎn)生，并且可避免現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生強(qiáng)場(chǎng)太赫茲脈沖輻射時(shí)的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及太赫茲脈沖產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及強(qiáng)場(chǎng)太赫茲自旋發(fā)射器及光譜儀。

背景技術(shù)

太赫茲輻射在電磁波譜上位于遠(yuǎn)紅外和毫米波之間，該頻段的特殊位置賦予了該頻段特殊的性質(zhì)，比如太赫茲頻率對(duì)應(yīng)生物大分子的振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，對(duì)應(yīng)水分子的氫鍵能量和范德瓦爾斯力的能量，許多生物分子在這個(gè)頻段都具有指紋光譜，可應(yīng)用在物質(zhì)鑒別和識(shí)別；太赫茲頻段意味著更大的信息容量，為通信遙感、航空航天提供更好的通信手段。太赫茲輻射在物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。

目前，各種基于光學(xué)和電子學(xué)的太赫茲輻射源應(yīng)運(yùn)而生，產(chǎn)生了各種基于電學(xué)的低頻窄帶太赫茲輻射源和高頻寬帶太赫茲輻射源。隨著超快激光技術(shù)的發(fā)展，基于飛秒激光技術(shù)的太赫茲輻射源能夠獲得更為小型化、更可靠、更穩(wěn)定以及成本更低的太赫茲輻射源，可滿足實(shí)驗(yàn)研究和部分應(yīng)用的需要，因此，基于超快激光技術(shù)的太赫茲源獲得了快速的發(fā)展。

但是太赫茲技術(shù)并未取得大量的實(shí)際應(yīng)用，阻礙太赫茲科學(xué)與技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵依然在于高效率、低成本、高穩(wěn)定性的太赫茲輻射源、高靈敏度的太赫茲探測(cè)器，以及各種太赫茲功能器件的缺乏。其中，低成本、高效率、小型化、超寬帶、穩(wěn)定可靠的太赫茲輻射源的缺乏，成為了最主要的挑戰(zhàn)。太赫茲輻射源是太赫茲科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵組成部分。隨著超快飛秒激光技術(shù)的發(fā)展，為制備太赫茲輻射源提供了更為可靠的途徑。

目前基于超快飛秒激光技術(shù)獲得的太赫茲輻射源按照頻率從低到高的排列，可主要分為：(1)基于鈮酸鋰傾斜波前技術(shù)的光學(xué)整流方法，可覆蓋的頻率范圍為0.1-2.0THz，中心頻率在0.5THz附近；(2) 基于有機(jī)晶體的光學(xué)整流方法，可覆蓋的頻率范圍為0.5-5THz，中心頻率在2THz左右；(3)基于雙色等離子體的方法，可覆蓋的頻率范圍為1-10THz，中心頻率在3THz附近；(4)基于強(qiáng)激光與物質(zhì)相互作用的渡越輻射機(jī)制，可覆蓋的頻率范圍為0.3-30THz，中心頻率偏低頻； (5)基于表面等離子體增強(qiáng)的大孔徑光導(dǎo)天線，可覆蓋的頻率范圍為 0.3-4THz，中心頻率在1THz附近；(6)基于非線性晶體的差頻效應(yīng)，中心頻率可在15-30THz，窄帶可調(diào)諧。