[发明专利]利用光控动态光学元件调制太赫兹波的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种利用光控动态光学元件调制太赫兹波的方法。

背景技术

太赫兹波(0.1THz～10THz)处于科学技术发展相对较好的红外和毫米波之间，广泛应用于遥感、材料特性表达和控制、无损探伤估值、高保密卫星通信、分子光谱学、信号处理等等。通常说来，太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。随着科技发展对太赫兹波的需求越来越多，在实际应用中，由于应用环境噪声以及应用需要的限制等，需滤除不需要的频率和噪声或者对太赫兹波的波前进行调制，以提高系统的性能，因而对太赫兹波控制器件的研究也越来越重要。

另一方面，随着半导体制造工艺和材料的发展，电子芯片的运算速度更高、面积更小、成本更低。半导体在外部激励下的相变过程是由其载流子的输运特性所决定的；利用一束近红外光脉冲照射半导体时，由于红光的单光子能量大于多数半导体的带隙能量，经红光激发后的半导体会产生大量光致载流子，致使半导体的电导率增强。同时利用一束THz脉冲照射半导体时，导致半导体对THz脉冲的吸收也随之增强，THz脉冲的透射率发生改变。因此半导体上光载流子的分布对THz波具有调制作用。利用半导体上光致载流子分布调制太赫兹波的技术已经成为一项调控太赫兹波的重要技术。图1是现有技术中利用发光硅片上载流子分布调制太赫兹波的示意图，如图1所示，由光发生装置201提供泵浦光，泵浦光I照射到硅片上产生光致载流子分布，利用ITO(纳米铟锡金属氧化物)导电玻璃使输入太赫兹光II沿与泵浦光I共线的方向照射到硅片上，在出射太赫兹波的传播路径上放置探测器205，利用凸透镜204将太赫兹波会聚入射到探测器上，探测器对输出太赫兹波进行探测。该现有技术可以实现对太赫兹波的调制，但是由于其采用传统的光谱探测技术，无法获得太赫兹波的波前信息，因此不能通过该传统太赫兹调控技术实现任意预期的太赫兹波的调制。

发明内容

本发明的目的是克服传统太赫兹光调制技术的局限性，以实现对太赫兹光波前的任意调制。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用光控动态光学元件调制太赫兹波的方法。包括：

a、预置空间光调制器的初始调制图像，对输入太赫兹光进行调制，通过成像测量获得预调制太赫兹光的第一相对强度分布图像，得到校正曲线；

b、给定所述预调制太赫兹光的预期波前信息，根据所述校正曲线确定所述空间光调制器的校正调制图像；

c、固定所述空间光调制器的调制图像为校正调制图像，对所述输入太赫兹光进行调制，并通过成像测量获得所述预调制太赫兹光的第二相对强度分布图像；

其中，所述步骤a包括：

a1、将所述空间光调制器的调制图像设置为初始调制图像；

a2、泵浦光照射所述空间光调制器，所述空间光调制器调制所述泵浦光的空间分布；

a3、将所述初始调制图像成像在所述半导体上，同时所述半导体得到所述泵浦光激励，产生光致载流子分布；

a4、输入太赫兹光照射所述半导体，所述半导体调制所述输入太赫兹光的电场分布；

a5、第一输出太赫兹光照射探测晶体，调制所述探测晶体的折射率椭球；

a6、探测光照射所述探测晶体，探测所述探测晶体的折射率椭球，间接获取所述第一输出太赫兹光的信息；

a7、利用成像设备测量所述第一输出太赫兹光中预调制太赫兹光电场的两个偏振分量E_1x和E_1y；

a8、根据所述测得的预调制太赫兹电场的两个偏振分量E_1x和E_1y计算相对强度E₁，得到所述预调制太赫兹光的第一相对强度分布图像，得出校正曲线；

所述步骤c包括：

c1、将所述空间光调制器的调制图像设置为校正调制图像；

c2、所述泵浦光照射所述空间光调制器，所述空间光调制器调制所述泵浦光的空间分布；

c3、将所述校正调制图像成像在所述半导体上，同时所述半导体得到所述泵浦光激励，产生光致载流子分布；

c4、所述输入太赫兹光照射所述半导体，所述半导体调制所述输入太赫兹光的电场分布；

c5、第二输出太赫兹光照射所述探测晶体，调制所述探测晶体的折射率椭球；

c6、所述探测光照射所述探测晶体，探测所述探测晶体的折射率椭球，间接获取所述第二输出太赫兹光的信息；