[發(fā)明專利]一種基于ICCD矩陣的太赫茲時(shí)域波形測量平臺(tái)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110005169.6
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112697275B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慶民;高浩予;任瀚文;程思閎;綦天潤;叢浩熹;王健;史昀禎;李承前;劉紅磊
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于ICCD矩陣的太赫茲時(shí)域波形測量平臺(tái)及方法，所述平臺(tái)包含太赫茲激勵(lì)發(fā)生單元及太赫茲激勵(lì)時(shí)域波形探測還原單元，其中：太赫茲激勵(lì)發(fā)生單元主要由飛秒脈沖激光源、光學(xué)鏡組、改性聚酰亞胺電光聚合物薄膜、高阻硅片、電光采樣傳感器構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)太赫茲脈沖的產(chǎn)生；太赫茲激勵(lì)時(shí)域波形探測還原單元主要由飛秒激光脈沖源、光學(xué)斬波器、光學(xué)鏡組、線性電動(dòng)平移臺(tái)、光學(xué)延遲線、ICCD矩陣、GPIB?USB采集卡、鎖相放大器以及計(jì)算機(jī)構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)太赫茲時(shí)域波形的探測以及反演還原。ICCD矩陣的引入在保證測量精度及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上，可實(shí)現(xiàn)對太赫茲時(shí)域波形的高效、快速實(shí)時(shí)測量，而且具有較大的延伸創(chuàng)造空間，為太赫茲波在更多領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太赫茲時(shí)域波形測量領(lǐng)域，具體是一種基于ICCD矩陣的太赫茲時(shí)域波形測量平臺(tái)及方法。

背景技術(shù)

由于THz電磁波具有瞬態(tài)性、寬帶性、相干性、低能性以及安全性等多種特性，其在物體成像、時(shí)域譜分析、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷、射電天文、寬帶移動(dòng)通訊、軍用雷達(dá)等方面具有重大的科學(xué)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用場景，如何提高THz波產(chǎn)生及探測效率一直是一個(gè)亟需解決的問題。

目前，現(xiàn)有的太赫茲時(shí)域波形測量平臺(tái)大都基于電光采樣技術(shù)，采用平衡探測器對探測激光狀態(tài)變化進(jìn)行測量以實(shí)現(xiàn)太赫茲時(shí)域波形的還原，但是，由于現(xiàn)有技術(shù)手段的限制，其探測效率一直處于較低水平。ICCD矩陣的引入在保證測量精度及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上，可實(shí)現(xiàn)對太赫茲時(shí)域波形的高效、快速實(shí)時(shí)測量，而且具有較大的延伸創(chuàng)造空間，為太赫茲波在更多領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題與缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于ICCD矩陣的太赫茲時(shí)域波形測量平臺(tái)的構(gòu)建及測量方法，基于ICCD矩陣對光狀態(tài)變化捕捉的高靈敏度優(yōu)勢，以電光采樣技術(shù)完成了對太赫茲時(shí)域波形的測量與處理，同時(shí)，雙飛秒脈沖激光源的應(yīng)用以及泵浦光路與探測光路的分離設(shè)計(jì)，減少了由于脈沖激光源不穩(wěn)定波動(dòng)所帶來的誤差，提高了太赫茲脈沖時(shí)域波形的測量精度。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于ICCD矩陣的太赫茲時(shí)域波形測量平臺(tái)及方法，如圖1所示，包含太赫茲波激勵(lì)發(fā)生單元與太赫茲激勵(lì)時(shí)域波形探測還原單元，其中：

所述太赫茲波激勵(lì)發(fā)生單元由第一飛秒脈沖激光源(1)、第一平面反射鏡(2)、第二平面反射鏡(3)、第一凸透鏡(4)、改性聚酰亞胺電光聚合物薄膜(5)、離軸拋物面反射鏡組(6)、高阻硅片(7)、第二凸透鏡(8)以及電光采樣傳感器(9)構(gòu)成；

所述太赫茲激勵(lì)時(shí)域波形探測還原單元由第二飛秒脈沖激光源(10)、光學(xué)斬波器(11)、起偏器(12)、線性電動(dòng)平移臺(tái)(13)、第三平面反射鏡(14)、光學(xué)延遲線(15)、第四平面反射鏡(16)、第五平面反射鏡(17)、第六平面反射鏡(18)、第七平面反射鏡(19)、四分之一波片(20)、沃拉斯頓棱鏡(21)、ICCD矩陣(22)、GPIB-USB采集卡(23)、鎖相放大器(24)及計(jì)算機(jī)(25)構(gòu)成。

所述第一飛秒脈沖激光源(1)所發(fā)出的飛秒脈沖激光作為泵浦光首先經(jīng)過第一平面反射鏡(2)、第二平面反射鏡(3)的反射以及第一凸透鏡(4)會(huì)聚后照射至改性聚酰亞胺電光聚合物薄膜(5)，在改性聚酰亞胺電光聚合物薄膜(5)內(nèi)部發(fā)生差頻震蕩形成低頻極化電場，向外輻射太赫茲脈沖。隨后，太赫茲脈沖經(jīng)過離軸拋物面反射鏡組(6)、高阻硅片(7)及第二凸透鏡(8)準(zhǔn)直聚焦過濾后照射至電光采樣傳感器(9)，在太赫茲脈沖的作用下，電光采樣傳感器(9)發(fā)生Pockels效應(yīng)，光學(xué)特性發(fā)生改變。