[发明专利]一种含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置

权利要求书

1.一种含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，其包括飞秒激光器(1)、聚焦透镜(2)、含有激光等离子体丝的双线传输线(3)、发射波导I(4)、同轴转换器I(5)、信号发生器(6)、接收波导II(7)、同轴转换器II(8)、检波器(9)和示波器(10)构成；其中，飞秒激光器(1)、聚焦透镜(2)和含有激光等离子体丝的双线传输线(3)依次连接；信号发生器(6)、同轴转换器I(5)和发射波导I(4)依次连接；含有激光等离子体丝的双线传输线(3)分别与发射波导I(4)和接收波导II(7)连接；接收波导II(7)、同轴转换器II(8)、检波器(9)与示波器(10)依次连接(图1)；发射波导I(4)和接收波导II(7)结构相同，由上三角铜片(18)、下三角铜片(19)和矩形波导(17)构成，如图4所示。

飞秒激光器(1)产生的飞秒激光脉冲在空气中经聚焦透镜(2)会聚后产生等离子体丝，该等离子体丝与铜丝构成平行双线传输线结构，即含有等离子体丝的双线传输线(3)，且间距为1cm。信号发生器(6)输出的电磁波信号，经同轴转换器I(5)导入发射波导I(4)，并耦合到含有等离子体丝的双线传输线(3)中；电磁信号即在等离子体丝与铜丝间发生反射，由接收波导II(7)接收，经同轴转化器II(8)和同轴晶体检波器(9)将电磁信号转化为直流信号后，由示波器(10)检测接收到的电磁信号。

发射波导I(4)和接收波导II(7)中的上三角铜片(18)的内平面与波导(17)上端的内平面保持水平，下三角铜片(19)的内平面与波导(17)下端的内平面保持水平；激光等离子体丝从距离波导的上三角铜片(18)尖端100μm处通过，铜丝与发射波导I(4)下三角铜片(19)尖端紧靠，保证电磁信号较好传输。

沿双线传输线方向改变发射波导I(4)和接收波导II(7)的间距，观察示波器探测到的电磁信号，验证含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置传导电磁信号的能力。

2.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的飞秒激光器(1)采用的是中心波长800nm、脉宽100fs、脉冲能量14mJ、重复频率10Hz的Ti蓝宝石飞秒激光器。

3.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的聚焦透镜(2)分别采用焦距为1m、2m、3m的长焦距平凸透镜。

4.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的飞秒激光器(1)发射飞秒激光脉冲，激光等离子体丝是飞秒激光脉冲在大气中的自聚焦效应与等离子体散焦效应的动态平衡的结果，其直径为100μm，该等离子体丝与一根直径为0.5mm铜丝构成双线传输线结构，且双线平行。

5.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的发射波导I(4)和接收波导II(7)采用矩形波导(17)、上三角铜片(18)和下三角铜片(19)构成。

6.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的矩形波导(17)，采用型号为WR90的矩形波导。

7.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的上三角铜片(18)和下三角铜片(19)相同，如图3所示，可与矩形波导组装，且三角铜片与波导内平面在同一水平面上，如图4所示。

8.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的信号发生器(6)输出频率范围为7.5GHz～12.4GHz，输出功率为5mW，输出标准功率范围为-10dBm～120dBm。

9.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的检波器(9)采用TJ8-4同轴晶体检波器，将电磁波转化为直流信号。

10.如权利要求1所述的含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置，其特征在于，所述的示波器(10)用于检测接收到的电磁波信号，进而验证含有飞秒激光等离子体丝的双线传输线装置传导电磁信号的能力。