[发明专利]一种太赫兹脉冲上转换探测方法及系统

权利要求书

1.一种太赫兹脉冲上转换探测系统，其特征在于，包括：

太赫兹参量产生器，用于输出太赫兹波和斯托克斯光；

太赫兹整形模块，设置在所述太赫兹波的出射路径上，用于对所述太赫兹波进行整形，得到整形后的太赫兹波；

斯托克斯光调节模块，设置在所述斯托克斯光的出射路径上，用于对所述斯托克斯光进行调节，得到调节后的斯托克斯光；

第一晶体，设置在所述整形后的太赫兹波和所述调节后的斯托克斯光的传播路径上，用于接收所述整形后的太赫兹波和所述调节后的斯托克斯光，并使所述整形后的太赫兹波和所述调节后的斯托克斯光作用产生上转换信号；

探测器，设置在所述上转换信号的出射路径上，用于接收所述上转换信号，并根据所述上转换信号探测太赫兹脉冲；

所述太赫兹参量产生器包括：

种子光光源，用于发出种子光；

泵浦光源，用于发出泵浦光；

第二晶体，设置在所述种子光光源和所述泵浦光源的出射路径上，用于接收所述种子光和所述泵浦光，使所述种子光和所述泵浦光发生非线性作用产生太赫兹波和斯托克斯光，并输出所述斯托克斯光；

棱镜，设置在所述第二晶体上，用于耦合输出所述太赫兹波；

所述太赫兹整形模块包括：依次设置在所述太赫兹波出射路径上的太赫兹柱透镜、第一太赫兹球面透镜、第三反射镜、第四反射镜和第二太赫兹波球面透镜；

所述太赫兹柱透镜和所述第一太赫兹球面透镜用于透射所述太赫兹波，得到太赫兹波透射光；

所述第三反射镜和所述第四反射镜用于反射所述太赫兹波透射光，得到太赫兹波反射光；

所述第二太赫兹波球面透镜用于透射所述太赫兹波反射光，得到整形后的太赫兹波；

所述斯托克斯光调节模块包括：依次设置在所述斯托克斯光出射路径上的第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜和第九反射镜，以及第二平移台；

所述第五反射镜、所述第六反射镜、所述第七反射镜、所述第八反射镜和所述第九反射镜用于反射所述斯托克斯光；

所述第六反射镜和所述第七反射镜设置在所述第二平移台中，通过移动所述第二平移台，使所述第六反射镜和所述第七反射镜对所述斯托克斯光的反射时间进行调节。

2.根据权利要求1所述的太赫兹脉冲上转换探测系统，其特征在于，所述太赫兹参量产生器还包括：设置在所述种子光光源出射路径上的第一反射镜和第二反射镜，以及第一平移台；

所述第一反射镜和所述第二反射镜用于反射所述种子光；

所述第二反射镜设置在所述第一平移台中，通过移动所述第一平移台，使所述种子光的反射光与所述泵浦光在所述第二晶体表面重合并以预设夹角入射所述第二晶体。

3.根据权利要求1所述的太赫兹脉冲上转换探测系统，其特征在于，所述种子光的波长调谐范围为1066~1074nm，工作方式为连续，功率为0.5W；所述泵浦光的波长为1064nm，重复频率为100Hz，单脉冲能量为20mJ，脉冲宽度为400ps，光斑形状为高斯型，光斑半高宽2mm。

4.根据权利要求1所述的太赫兹脉冲上转换探测系统，其特征在于，所述第二晶体为长方体非线性晶体，长8mm，宽4mm，高60mm。

5.根据权利要求1所述的太赫兹脉冲上转换探测系统，其特征在于，所述第一晶体为梯形非线性晶体，形状为四棱柱，所述四棱柱的截面有一个为等腰梯形。

6.根据权利要求1所述的太赫兹脉冲上转换探测系统，其特征在于，所述探测器为近红外光谱仪。

7.一种太赫兹脉冲上转换探测方法，基于权利要求1-6任意项所述的太赫兹脉冲上转换探测系统，其特征在于，包括：

获取太赫兹波和斯托克斯光；

对所述太赫兹波进行整形，得到整形后的太赫兹波；

对所述斯托克斯光进行调节，得到调节后的斯托克斯光；

根据所述整形后的太赫兹波和所述调节后的斯托克斯光产生上转换信号；

根据所述上转换信号探测太赫兹脉冲。