[实用新型]间距可调的双等离子体产生高强度太赫兹波的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太赫兹波产生技术领域，具体而言，涉及一种间距可调的双等离子体产生高强度太赫兹波的系统。

背景技术

将超短激光脉冲聚焦在周围空气中直接产生太赫兹的技术，近年来引起了人们的广泛关注，该方法可在远处(可在几公里远)产生太赫兹波，所以应用前景十分美好。

当高能量的超短激光脉冲聚焦在空气中时，焦点处的空气会发生电离而形成等离子体，由此所形成的有质动力会使离子电荷和电子电荷之间形成大的密度差，而且这种电荷分离过程会导致强有力的电磁瞬变现象的发生，从而辐射出太赫兹。

以往的实验中一般使用飞秒激光经过单透镜聚焦激发空气单等离子体，产生太赫兹波。但产生的太赫兹波强度并不是很大，无法满足使用需求。2007年，Y.Liu等人发现一种单透镜聚焦双等离子体产生太赫兹波的方法，但双等离子体的间距和空间分布无法精确控制。2016年，孙文峰等人实用新型一种前后双光丝调制太赫兹频谱的方法，但在此设置下太赫兹波强度和产生效率并没有得到显著增强。

如何利用空气等离子体产生强度更大的太赫兹波，是本领域技术人员的一个重要研究方向。

实用新型内容

本实用新型提供一种间距可调的双等离子体产生高强度太赫兹波的系统，以利用空气等离子体产生强度更大的太赫兹波。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种间距可调的双等离子体产生高强度太赫兹波的系统，其包括沿光路依序设置的激光器、光参量放大器、斩波器、爬升器、激光扩束器、空间光调制器、反射镜、BBO晶体、第一离轴抛物面反射镜、第二离轴抛物面反射镜、滤波片和硅片，其中，

激光器发射波长为800nm、偏振方向为竖直方向的激光，之后经过光参量放大器后输出波长为1300nm或1550nm的信号光，信号光经过斩波器后，由爬升器将偏振方向转变为水平方向，再由激光扩束器进行扩束后入射至空间光调制器，空间光调制器中装载有两幅菲涅尔透镜相位图，两幅菲涅尔透镜相位图分别具有第一焦点和第二焦点，以将入射光转换为两束平行聚焦的光线并投射至反射镜和BBO晶体，经由BBO晶体射出的两束光束分别在第一焦点和第二焦点处聚焦激发空气产生等离子体，进而形成太赫兹辐射源，太赫兹辐射源发射的太赫兹波经由第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜反射再依次经过滤波片和硅片，即得到高强度太赫兹波。

在本实用新型的一实施例中，两幅菲涅尔透镜相位图之间的间距与两个等离子体之间的间距相等。

在本实用新型的一实施例中，两幅菲涅尔透镜相位图关于一对称轴呈轴对称，两个等离子体中心的连线与对称轴垂直，两个等离子体中心的连线随着对称轴的顺/逆时针旋转而旋转同样方向以及同样角度。

在本实用新型的一实施例中，第一焦点和第二焦点分别对应一第一焦距和一第二焦距，第一焦距和第二焦距与等离子体的长度成正比并且与宽度成反比。

在本实用新型的一实施例中，间距可调的双等离子体产生高强度太赫兹波的系统还包括一设置在硅片后端的太赫兹波强度探测器。

在本实用新型的一实施例中，所述太赫兹波强度探测器为热释电探测器或高莱探测器。

在本实用新型的一实施例中，所述爬升器包括两面金属反射镜。

在本实用新型的一实施例中，所述斩波器的频率为15～20Hz。

在本实用新型的一实施例中，所述反射镜为金属镜。

本实用新型提供的间距可调的双等离子体产生高强度太赫兹波的系统具有以下优点：

(1)通过调整空间光调制器上装载的两幅菲涅尔透镜相位图之间的间距和对称轴旋转角度，进而控制双等离子体之间的间距和空间分布，与现有的太赫兹波产生方法相比，不仅提高了太赫兹波的强度，还能够精确的控制太赫兹波的能量和偏振状态，弥补了目前高强度太赫兹波产生技术领域的空白，具有较强的科研及实际应用价值；

(2)系统结构简单、建置成本低、容易维护、稳定性较高；

(3)产生的太赫兹波能量较强、光谱较宽，利于光谱测量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的间距可调的双等离子体产生高强度太赫兹波的系统的结构示意图；

图2为两幅菲涅尔透镜相位图关于对称轴呈轴对称的示意图；