[發明專利]一種超快光開關及光調制的結構

在審

• 申請號: 202011384169.3
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112558334A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 錢俊宇;彭宇杰;冷雨欣;李儒新;李妍妍;黎文開;邵蓓捷;呂欣林;馮壬譽
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種超快光開關及光調制的結構，將一束近紅外飛秒激光入射至太赫茲晶體上，產生單周期太赫茲脈沖，將單周期太赫茲脈沖利用拋物面鏡聚焦至電光晶體，同時另一束線偏振連續光共線入射至電光晶。從電光出射的線偏振連續光入射到檢偏器上，即可輸出一束持續時間為皮秒量級的超快的光脈沖，形成超快電光開關和光調制。本發明采用純光學方法，利用太赫茲脈沖操控電光晶體，能夠有效地實現超快的電光開關和光調制，具有無損傷、抗干擾、靈敏度高等優點。

技術領域

本發明涉及光電技術領域，特別是一種超快光開關及光調制的結構。

背景技術

太赫茲一般指的是頻率為0.1～10THz的電磁波，其頻率范圍位于電子學和光子學的交叉區域，它的低頻段有一部分與毫米波重疊，它的高頻段有一部分與紅外波段重疊。在電磁波譜中，太赫茲波處于一個特殊的頻段位置，有著許多毫米波和紅外波段所不具備的性質，從而使得太赫茲技術在多方面具有十分重要的研究價值，也因此有著廣闊的應用前景。

電光開關一般是利用鐵電體、化合物半導體、有機物聚合等材料的電光效應或電吸收效應以及硅材料的等離子體色散效應，在電場的作用下改變材料的折射率和光的相位，再利用光的干涉或者偏振等方法使光強突變或光路轉變的元器件。當太赫茲電場加載在電光晶體上時，電光晶體的折射率會改變。而線偏振光脈沖通過電光晶體后，其偏振方向會隨著太赫茲電場的變化而變化。

就電光開關以及光調制器件而言，目前商用化的大部分都是外加電壓來改變電光晶體的折射率性質，而很少使用純光學的方法來實現超快的電光開關以及光調制。而太赫茲脈沖的脈寬主要為1～3ps，通過太赫茲調制晶體獲得皮秒的超快電光調制，能夠有效地實現超快的全光驅動電光開關及光調制。

因此，太赫茲驅動的電光開關是當前國內外科研人員的研究熱點和難題。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述問題，提供一種基于光參量啁啾脈沖放大的徑向偏振光激光裝置及方法，本發明的技術解決方案如下：

一種超快光開關及光調制的結構，其特點在于包括：紅外飛秒激光、太赫茲晶體、拋物面鏡、線偏振連續光、電光晶體、檢偏器；

一束近紅外飛秒激光入射到一塊太赫茲晶體產生一束單周期太赫茲脈沖；將所述的單周期太赫茲脈沖利用拋物面鏡聚焦至一塊電光晶體；

一束線偏振連續光與所述的單周期太赫茲脈沖共線入射到電光晶體上，且所述的兩束光脈沖在晶體上需空間位置完全重合；

線偏振連續光經太赫茲脈沖調制后，得到含兩種偏振方向的脈沖光，且入射到一塊檢偏器，經檢偏器分離不同偏振光后，輸出一束持續時間為皮秒量級的超快光脈沖。

當所述的單周期太赫茲脈沖加載在電光晶體時，其太赫茲電場會引起電光晶體的折射率變化，進而影響同時入射晶體的線偏振連續光的偏振態，但對于太赫茲未作用時的偏振光，其偏振態不會改變。

調節所述的檢偏器角度，使得其只透過改變偏振態后的光脈沖，從而獲得一束超快的光脈沖。

與現有技術相比，本發明的優點：

1、本發明采用太赫茲脈沖操控電光晶體，能夠有效地實現超快的電光開關及光調制。

2、本發明具有無損傷、抗干擾、靈敏度高等優點。

3、本發明采用純光學方法，無需外加電壓，因此無電磁干擾。

附圖說明

圖1為本發明一種超快光開關及光調制的結構的示意圖。

圖2為輸入和輸出脈沖時序示意圖。

具體實施方式