专利名称：一种可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁波调整技术，特别涉及一种可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法。
背景技术：
几十年来，太赫兹波以其广泛的应用前景，已成为国际上物理领域的一个重要研究课题。太赫兹辐射是频率在O. I到10 THz范围的电磁波，这一波段位于微波与红外之间，具有携带信息量丰富、亚皮秒量级脉宽、高时空相干性、低光子能量等特性，在天文、生物、计算机、通信等科学领域有着巨大的应用价值。由于太赫兹波的广泛应用前景，如何研制出高效率、高能量、结构紧凑、简单、可 连续调谐、室温下稳定运转的太赫兹波源，并能将其方便、灵活地运用于科研工作和实际生活中，已经当今科研工作者急需解决的实际问题。近十年来，人们发现使用太赫兹波参量的方法(只需一个固定波长的泵浦源和一块非线性晶体)可以产生具有较高功率的相干宽带可调谐太赫兹波，并且因其具有实验设备简单，结构紧凑，产生的太赫兹波没有阈值的优点，这种方法受到了广泛的关注。但是在该方法产生太赫兹波的过程中，对太赫兹波的偏振和强度的调谐比较繁琐复杂，需要将产生的倍频光与基频光经过分束后通过复杂的光学延时系统调节以及再合束后，才可实现对太赫兹波偏振和强度的调节，光路繁琐，调节过程缓慢，难以对太赫兹波的偏振和强度进行快速连续调节。如果在实验过程中需要调整，不仅需要精确的计算，实验装置的调节操作也非常繁琐。目前还没有出现能够快速连续调节太赫兹波偏振和强度的太赫兹波参量的技术方法。
发明内容
本发明是针对太赫兹波的偏振和强度的调谐繁琐复杂的问题，提出了一种可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法，该方法可通过改变单轴双折射晶体薄片的厚度以及调整玻璃片与入射光束的空间夹角，实现快速连续地调整太赫兹波的偏振和强度。本发明的技术方案为一种可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法，包括如下具体步骤
O建立调节光路在飞秒激光器出口处放置一块聚焦透镜，入射激光依次经过聚焦透镜和倍频晶体后产生倍频光，倍频光和剩余的基频光垂直入射通过单轴双折射晶体薄片和玻璃片后，在聚焦透镜焦点附近形成等离子体，产生太赫兹波；
2)改变单轴双折射晶体薄片的厚度，可计算出基频光与倍频光在单轴双折射晶体中传播的光程差，即调节两者之间的延时，改变基频光和倍频光的相对相位，从而调节太赫兹波的偏振和强度，基频光和倍频光的延时计算公式I :
At1 = ^= ^.....^...........，其中， 为基频光与倍频光在单轴双折射晶体中
CCM传播的光程差，C为光在真空中传播的速度，L1为单轴双折射晶体薄片厚度，/ ^#为所选单轴双折射晶体薄片对入射倍频光的折射率，为所选单轴双折射晶体薄片对入射基频光的折射率。式I中，若Arl >0，说明倍频光在时域上传播速度慢于基频光；反之，若Ar1〈O
说明倍频光在时域上传播速度快于基频光；
3)改变玻璃片与入射激光的空间夹角，可计算出基频光与倍频光在玻璃片中传播的光程差，即调节两者之间的延时，改变基频光和倍频光的相对相位，从而调节太赫兹波的偏振
和强度，延时公式
权利要求
1.一种可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法包括如下具体步骤 1)建立调节光路在飞秒激光器出口处放置一块聚焦透镜，入射激光依次经过聚焦透镜和倍频晶体后产生倍频光，倍频光和剩余的基频光垂直入射通过单轴双折射晶体薄片和玻璃片后，在焦点附近形成空气等离子体，产生太赫兹波； 2)改变单轴双折射晶体薄片的厚度，可计算出基频光与倍频光在单轴双折射晶体中传播的光程差，即调节两者之间的延时，改变基频光和倍频光的相对相位，从而调节太赫兹波的偏振和强度，基频光和倍频光的延时计算公式I为
2.根据权利要求I所述可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法，其特征在于，所述倍频晶体可以是BBO晶体，LBO晶体或者KTP晶体。
3.根据权利要求I所述可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法，其特征在于，所述单轴双折射晶体薄片为晶面平行于晶体光轴的单轴双折射晶体薄片。
4.根据权利要求I所述可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法，其特征在于，所述单轴双折射晶体薄片厚度可调，其调节方式包括定制一定厚度的单轴双折射晶体薄片或者将多片单轴双折射晶体薄片的组合使用。
5.根据权利要求3所述可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法，其特征在于，所述的单轴双折射晶体可以是方解石或铌酸锂。
全文摘要
本发明涉及一种可快速连续调节太赫兹波偏振和强度的方法，在飞秒激光器出口处放置一块聚焦透镜，入射激光依次经过聚焦透镜和倍频晶体后产生倍频光。倍频光和剩余的基频光一起通过单轴双折射晶体薄片，由于基频光和倍频光在单轴双折射晶体中的折射率不同，根据这个原理，通过调整单轴双折射晶体薄片的厚度以及玻璃片与入射光束的空间夹角，就可以改变基频光与倍频光的光程差，即调节两者之间的延时，从而改变基频光和倍频光的相对相位，由此对最终产生的太赫兹波进行了偏振和强度的调节。最终，产生的太赫兹波通过高阻硅片滤波，进入太赫兹波探测系统。此方法可实现对太赫兹波偏振和强度的快速连续调节，操作简单，快捷有效。
文档编号H01S1/02GK102882107SQ20121040346
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者彭滟, 朱亦鸣, 张铎耀, 周云燕, 方丹, 郭博, 蔡斌, 陈麟, 庄松林 申请人:上海理工大学