度、频率和相位的数据提取。
[0012]反射镜11、一维直流电机12、反射镜13组成延迟系统，放置在光束三光路中，起到调节探测光路光程的作用。
[0013]反射镜15、一维直流电机16、反射镜17组成延迟系统，放置在光束二光路中，起到调节控制光路光程的作用。
[0014]在下面的实施例中，以输出光中心波长为800 nm的激光器为例，其他波段与该波段的实施方法一致。
[0015]激光器输出光中心波长为800 nm，光谱范围780-820 nm，脉冲宽度为30 fs，重复频率I KHz。以BBO倍频晶体获得400 nm的倍频光为例。上述方法中利用本征锗平板探测太赫兹二维平面电场幅度频率和相位分布，具体实施选择的调节过程如下:由飞秒激光器输出800nm的初始激光脉冲，通过分束片1(1:1)，反射光束形成光束一(泵浦脉冲)，透射光束再经过分束片7的反射光束形成光束二 (控制脉冲)，分束片7的透射光束形成光束三(探测脉冲)。光束一经过太赫兹源3产生太赫兹波，经过离轴抛物面镜A4后，产生一个准直的太赫兹光束，被平面金属反射镜5反射后透过固定着的本征锗平板6。光束二 (控制脉冲)经过凸透镜9和凹透镜10的缩束后，通过调节二维扫描振镜，改变光出射方向，让控制脉冲均以布儒斯特角斜入射到扫描本征锗平板6的不同空间位置，所照射区域处本征锗6的反射率被大幅提高，形成类似金属的表面，反射太赫兹光，而平板的其他位置没有被光束照射，落在这些区域的太赫兹波仍然被透射。这些透过的太赫兹波将平行进入抛物面镜B19且同时与第三束探测光合束，通过ZnTe晶体20、凸透镜21、四分之一玻片22、渥拉斯顿棱镜23，进入H)探测器，从而探测太赫兹光束的时域光谱。
[0016]采集初始背景信号时，先挡住光束二 (控制脉冲)，用探测光束记录透过本征锗平板6后的完整太赫兹波信号。当光束二(控制脉冲)照射到本征锗平板6上时，被照射的区域反射THz波，剩余的THz波透过本征锗平板6后进入探测系统。将完整的太赫兹波信号和部分被反射后的太赫兹波信号相减即可得到被照射区域的相关太赫兹特征信息。通过二维振镜调节控制光束二照射在本征锗平板6上的不同位置，结合后期频谱分析处理和二维数据再组合，即可实现太赫兹光束不同区域内电场幅度、频率和相位的数据提取。
[0017]所述太赫兹源3可选用超短脉冲激光聚焦在空气中形成等离子体拉丝从而产生太赫兹波，或者用超短激光聚焦在光电导天线上激发载流子高速运动从而产生太赫兹波，或者用光整流方法即用超短脉冲激光和非线性介质的相互作用而产生太赫兹波。
[0018]所述电光晶体20 可以从 ZnTe、GaP、GaAs、ZnCdTe、HgCdTe、LiNbO3中任选一种。
【主权项】
1.一种太赫兹波性能的检测装置，其特征在于，包括两个分束片；三个反射镜?’太赫兹源；抛物面镜A ;平面金属镜；本征锗；两个凸透镜；凹透镜；二维扫描振镜；抛物面镜B ;ZnTe晶体；四分之一玻片；沃拉斯顿棱镜；Η)探头；由飞秒激光器输出的初始激光脉冲，通过第一分束片后，反射光作为光束一经过第一反射镜进入太赫兹源，太赫兹源输出产生太赫兹波，经过离轴抛物面镜A后，产生一个准直的太赫兹光束，被平面金属镜反射后透过固定着的本征锗平板； 通过第一分束片的透射光经过第二分束片，第二分束片输出的反射光作为光束二经过第二反射镜再次反射后，经过第一凸透镜和凹透镜的缩束后，通过调节二维扫描振镜，改变光出射方向，照射到本征锗平板上的不同位置，形成类似金属的表面，反射太赫兹光，没有被照射到的位置处太赫兹波仍然被透射，透过的太赫兹波平行进入抛物面镜B ; 通过第一分束片的透射光经过第二分束片，第二分束片输出的透射光作为光束三，经过第三反射镜反射，与抛物面镜B汇聚光合束，再依次通过电光晶体、凸透镜、四分之一玻片、渥拉斯顿棱镜，进入H)探头进行信号的光电转换，后续进行信号记录和处理。
2.根据权利要求1所述太赫兹波性能的检测装置，其特征在于，所述装置还包括两组延迟系统，延迟系统由两个反光镜和一维直流电机组成，放置在光束二和光束三的光路中，调节光路光程。
3.根据权利要求1或2所述太赫兹波性能的检测装置，其特征在于，所述太赫兹源选用超短脉冲激光聚焦在空气中形成等离子体拉丝从而产生太赫兹波，或者用超短激光聚焦在光电导天线上激发载流子高速运动从而产生太赫兹波，或者用光整流方法即用超短脉冲激光和非线性介质的相互作用而产生太赫兹波。
4.根据权利要求1或2所述太赫兹波性能的检测装置，其特征在于，所述电光晶体从ZnTe、GaP、GaAs、ZnCdTe、HgCdTe、LiNbO3 中任选一种。
5.根据权利要求1至4所述装置的太赫兹波性能检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤 1)采集初始背景信号时，先挡住光束二，用探测光束记录透过本征锗平板后的完整太赫兹波信号； 2)当光束二照射到本征锗平板上时，被照射的区域反射THz波，剩余的THz波透过本征锗平板后进入探测系统；将完整的太赫兹波信号和部分被反射后的太赫兹波信号相减即可得到被照射区域的相关太赫兹特征信息； 3)通过二维振镜调节控制光束二照射在本征锗平板上的不同位置，结合后期频谱分析处理和二维数据再组合，即可实现太赫兹光束不同区域内电场幅度、频率和相位的数据提取。
【专利摘要】本发明涉及一种太赫兹波性能的检测装置和方法，采用了具有可调谐反射空间太赫兹波效果的本征锗材料平板、抛物面镜、二维扫描振镜和两个一维直流电机，将本征锗材料平板固定在太赫兹准直光束传输的路径中，通过调节二维扫描振镜，使缩束后的光束扫描本征锗材料的不同空间位置，反射需要探测的区域，同时用电光晶体探测太赫兹光束的时域光谱，最后通过后期频谱分析处理，即可实现太赫兹光束不同区域内电场幅度、频率和相位的数据提取。可以解决国际上对源特征探测的科学难题，为后期的科学研究工作奠定基础，在实际应用中可以帮助使用者针对不同的源采用不同的特征选取手段，提高太赫兹波的应用效率。
【IPC分类】G01J3-42
【公开号】CN104677497
【申请号】CN201510077425
【发明人】彭滟, 朱亦鸣, 马瑞杰, 罗坤, 陈向前, 李敏, 周云燕, 庄松林
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月13日