基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统

本发明涉及太赫兹探测，具体而言，涉及基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统。

背景技术：

1、当前的太赫兹探测技术，主要分为相干探测技术和非相干探测技术，该专利涉及的探测技术属于空气击穿相干探测技术，气相介质在飞秒激光与太赫兹脉冲隧穿电离，电子在组合场作用下做变速运动，辐射电磁波，不同时刻电离产生的电磁波相干叠加，进而根据场致二次谐波重构出太赫兹电场。

2、但现有探测技术对于待测脉冲宽度要求高，往往要求探测脉冲比待测脉冲宽度更窄。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统，主要是为了解决现有探测技术对于探测脉冲宽度要求高，往往要求探测脉冲比待测脉冲宽度更窄的问题。

2、本发明提出了基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统，该系统包括：

3、飞秒激光器，用于发出飞秒激光；

4、分束镜，用于将所述飞秒激光分成两束光，一束光作为探测光，经过高反镜引入时间延迟后，经平凸透镜会聚，另一束光作为基频光，经bbo晶体获得倍频光，基频光与倍频光共同经过抛物面镜聚焦电离产生气相等离子体，进而产生太赫兹辐射，太赫兹辐射光透过硅片，经过抛物面镜变为平行光束，由金属线栅偏振片调整太赫兹偏振态为水平偏振，再经抛物面镜汇聚；

5、薄膜分束器，经所述分束镜分出的两束光再经过薄膜分束器，太赫兹透射，飞秒激光反射，最终聚焦电离；

6、电极，用于检测由待测太赫兹电场加速自由电子在脉冲结束后形成的剩余电流。

7、在本申请的一些实施例中，所述飞秒激光为水平偏振飞秒激光，波长为800nm，频率为1khz，脉冲宽度为35fs。

8、在本申请的一些实施例中，一束光作为探测光，经过高反镜引入时间延迟后，经平凸透镜会聚时，还包括：

9、一束光作为探测光，经过高反镜引入时间延迟后，经过半玻片将水平偏振转为垂直偏振，再经平凸透镜会聚。

10、在本申请的一些实施例中，所述另一束光作为基频光，经bbo晶体获得倍频光，基频光与倍频光共同经过抛物面镜聚焦电离产生气相等离子体，进而产生太赫兹辐射时，所述太赫兹辐射为皮秒量级。

11、与现有技术相比，本发明存在以下有益效果：本发明的基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统，基于太赫兹探测技术，可以实现重构待测电场，进而可以实现宽脉宽的探测脉冲对窄脉宽的待测脉冲的探测，通过水平偏振飞秒激光经过分束器分为两束光，一束作为探测光，通过高反镜引入时间延迟，经过平凸透镜会聚，另一束作为基频光，经过bbo晶体获得倍频光，基频光与倍频光共同经过抛物面镜聚焦电离气体，产生气相等离子体，进而产生太赫兹辐射，太赫兹透过硅片，经过抛物面镜变为平行光束，由金属线栅偏振片调整太赫兹偏振态为水平偏振，再经抛物面镜会聚，两束光经过薄膜分束器，太赫兹透射，飞秒激光反射，共同作用在样品上。最终飞秒激光聚焦在气相介质产生自由电子，待测太赫兹电场加速自由电子在脉冲结束后形成剩余电流，被电极探测，电子被飞秒激光与太赫兹组合场电离，并在其驱动下作变速运动，辐射电磁波，不同电离时刻产生的电磁波相干叠加得到时域波形，当引入的时间延迟不同时，叠加所得时域波形不同，进而探测得到的剩余电流不同，从而实现待测电场的重构。

技术特征：

1.基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统，其特征在于，所述飞秒激光为水平偏振飞秒激光，波长为800nm，频率为1khz，脉冲宽度为35fs。

3.根据权利要求2所述的基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统，其特征在于，一束光作为探测光，经过高反镜引入时间延迟后，经平凸透镜会聚时，还包括：

4.根据权利要求3所述的基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统，其特征在于，所述另一束光作为基频光，经bbo晶体获得倍频光，基频光与倍频光共同经过抛物面镜聚焦电离产生气相等离子体，进而产生太赫兹辐射时，所述太赫兹辐射为皮秒量级。

技术总结
本发明涉及太赫兹探测技术领域，具体涉及基于气相介质电离的超宽带太赫兹剩余电流的探测系统，该系统包括：飞秒激光器，用于发出飞秒激光；分束镜，用于将所述飞秒激光分成两束光，一束光作为探测光，经过高反镜引入时间延迟后，经平凸透镜会聚，另一束光经过抛物面镜聚焦电离产生太赫兹辐射，太赫兹辐射光透过硅片，经过抛物面镜变为平行光束，再经抛物面镜汇聚；薄膜分束器，两束光再经过薄膜分束器最终聚焦电离；电极，用于检测待测太赫兹电场加速自由电子在脉冲结束后形成的剩余电流。本发明可以实现重构待测太赫兹电场，进而可以实现宽脉宽的探测脉冲对窄脉宽的待测脉冲的探测。

技术研发人员：张逸竹,陆俊臣,曲秋红,何明霞,张家宁
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22