[发明专利]一种用于太赫兹辐射产生的光纤接入型液体池

说明书

本发明公开了一种用于太赫兹辐射产生的光纤接入型液体池，涉及光电技术领域，该液体池包括：液体池主体、控温基座。液体池主体在控温基座上，而且液体池主体和控温基座贴合在一起。其中，液体池主体包括左表壁、光纤准直器、准直器底座、透镜架、前表壁、后表壁、右表壁、滤波片架、底部表壁、底部接口以及顶部表壁；光纤准直器嵌入准直器底座；准直器底座和透镜架依次嵌入在左表壁中间；底部接口和在底部表壁的最低处对称的两侧；滤波片架在右表壁上。控温基座的半圆柱体表面下放置有热电阻丝或者半导体制冷片，用于加热或者制冷。本发明结构紧凑、方法简单，并且同时实现光纤接口输入、温度控制、优化色散、集成滤波片以及液体补充循环等功能。

(一)技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体而言，涉及到一种用于太赫兹辐射产生的光纤接入型液体池。

(二)背景技术

太赫兹(THz，10¹²Hz)辐射，介于电子学频段和光子学频段之间，狭义范围是0.1-10THz，广义范围是0.3-30THz。。太赫兹辐射具有特征光谱、低光子能量、强穿透力、高时间空间分辨率、大带宽等特性，在太赫兹时域光谱技术、无损检测、太赫兹雷达、无线通讯等领域有着不可取代的应用。

利用双色场飞秒激光脉冲(基础频率脉冲以及其二次谐波脉冲)在气体介质中聚焦形成等离子体产生太赫兹辐射，是主要流行的产生太赫兹辐射方法之一。2017年末，出现一种新的产生太赫兹辐射的方法，利用飞秒激光脉冲在液体介质中相互作用产生太赫兹辐射，能产生高转换效率、宽带宽的太赫兹辐射[Appl.Phys.Lett.,2017,111,071103；Nat.Comm.,2017,8, 1184]。

然而，在实验中所采用的液体池，多为中红外硅材料的比色皿，功能单一，入射激光经过前表壁会引入材料的色散，后期在光路中需要加入滤波片滤除可见光以及中红外光，且不能调控液体温度。此外，现今此实验演示多用固体激光器输出的高能量飞秒激光，由于飞秒激光在液体中相较于空气具有数个数量级的飞秒拉丝阈值，采用光纤激光器理论上同样可以产生高效的太赫兹辐射，对此需要设计具有光纤接口的液体池。超快激光与液体介质相互作用产生太赫兹辐射，是非常具有潜力的课题。从工业化以及科研的角度思考，此方法中关键器件—液体池，具有极大的可提升空间且有待进一步优化。

(三)发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明设计了一种用于太赫兹辐射产生的光纤接入型液体池，兼具温控系统，优化色散，集成滤波片以及可以实现液体补充循环的特点。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于太赫兹辐射产生的液体池，其特征在于，包括：液体池主体和控温基座。液体池主体在控温基座上，而且液体池主体和控温基座贴合在一起。液体池主体包括左表壁、光纤准直器、准直器底座、透镜架、前表壁、后表壁、右表壁、滤波片架、底部表壁、底部接口以及顶部表壁。光纤准直器嵌入在准直器底座中；准直器底座和透镜架依次嵌入在左表壁中间；底部接口在底部表壁的最低处对称的两侧；滤波片架在右表壁上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面可能的实施方式，其中，左表壁的外轮廓是不规则曲线，包含半圆形和矩形的结合；半圆形的直径范围4-10cm，矩形长边边长等于所述的半圆形，矩形短边边长范围是2-5cm；左表壁在所述的半圆形圆心处具有圆形的开孔，开孔的直径可以是2.54cm、3cm或者5.08cm；左表壁的圆形开孔具有内螺纹；左表壁的材料可以是熔融石英、玻璃、塑料或者金属；左表壁的厚度范围3-5cm；光纤准直器具有FC/PC的接口；光纤准直器适用的波段可以是780nm、1060nm、1550nm、2000nm；光纤准直器能承受的光功率范围是0-1W；准直器底座的内直径等于光纤准直器的外直径；透镜架具有与左表壁圆形开孔内螺纹匹配的外螺纹；透镜架具有与所述的左表壁圆形开孔匹配的直径；透镜架初始装配有透镜，所述的透镜的材料可以是BK7或者紫外熔融石英，透镜的聚焦直径优选为所属的前表壁的长边边长。