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[發明專利]太赫茲脈沖時域波形探測方法及系統有效

專利信息
申請號: 201610992724.8 申請日: 2016-11-11
公開(公告)號: CN107036721B 公開(公告)日: 2019-05-31
發明(設計)人: 呂治輝;張棟文;王小偉;趙增秀;袁建民 申請(專利權)人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
主分類號: G01J11/00 分類號: G01J11/00
代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211 代理人: 胡亮
地址: 410073 湖*** 國省代碼: 湖南;43
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 赫茲 脈沖 時域 波形 探測 方法 系統
【權利要求書】:

1.一種太赫茲脈沖時域波形探測方法,用于對太赫茲波進行檢測,其特征在于,包括:

采用圓偏光作為探測光,通過改變探測光相對于泵浦光的延時生成與太赫茲時域電場對應的信號光;

將所述信號光經第一分束鏡(21)分為兩路,兩路信號光分別經光電探測后經雙通道復用器(23)輸出給雙相鎖相放大器(24)獲得耦合兩路方向正交的太赫茲分量信號的探測信號以檢測太赫茲時域電場的幅度和極化角度,其中,所述泵浦光的調制頻率設為f,所述雙通道復用器(23)的切換頻率為2f,所述雙通道復用器(23)輸出信號給所述雙相鎖相放大器(24)進行太赫茲時域電場檢測,所述雙相鎖相放大器(24)的參考頻率為f。

2.根據權利要求1所述的太赫茲脈沖時域波形探測方法,其特征在于,

經所述第一分束鏡(21)分為兩路的光線分別經第一λ/2波片(25)調節后由Wollaston棱鏡(26)分為兩束檢測光;每束檢測光經第二λ/2波片(27)和偏振片(28)控制光強,以實現平衡探測。

3.根據權利要求2所述的太赫茲脈沖時域波形探測方法,其特征在于,

耦合的兩路太赫茲分量信號為經所述第一λ/2波片(25)調節后的兩垂直方向上的太赫茲分量。

4.根據權利要求1至3任一所述的太赫茲脈沖時域波形探測方法,其特征在于,

所述探測光、所述泵浦光由飛秒激光器輸出光脈沖后經第二分束鏡生成,所述探測光對應的探測光路(12)上設置光學延遲線(14),所述泵浦光對應有泵浦光路(11),所述探測光路(12)和所述泵浦光路(11)在電光晶體(13)處重合。

5.根據權利要求4所述的太赫茲脈沖時域波形探測方法,其特征在于,

所述探測光為圓偏光,且所述探測光在所述電光晶體(13)處被太赫茲調制后轉換為包含太赫茲電場強度信息及太赫茲偏振角度信息的橢圓偏振光。

6.一種太赫茲脈沖時域波形探測系統,用于對太赫茲波進行檢測,其特征在于,包括:太赫茲脈沖生成單元(1)及偏振檢測單元(2),其中,所述太赫茲脈沖生成單元(1)用于通過改變探測光相對于泵浦光的延時生成與太赫茲時域電場對應的信號光;所述偏振檢測單元(2)包括:

第一分束鏡(21),用于將所述信號光分為兩路;

光電探測器(22),所述光電探測器(22)為兩個,且每個所述光電探測器(22)用于接收一路信號光并對該路信號光進行光電探測后輸出電信號;

雙通道復用器(23),包括兩個輸入端及一個輸出端,用于接收來自所述光電探測器(22)的兩路電信號且經所述輸出端切換輸出;

雙相鎖相放大器(24),用于接收所述雙通道復用器(23)輸出的信號,獲得耦合兩路方向正交的太赫茲分量信號的探測信號,并進行偏振檢測;

其中,所述泵浦光的調制頻率為f,所述雙通道復用器(23)的切換頻率為2f,所述雙相鎖相放大器(24)的參考頻率為f。

7.根據權利要求6所述的太赫茲脈沖時域波形探測系統,其特征在于,

經所述第一分束鏡(21)出射的兩路光線分別經第一λ/2波片(25)調節后由Wollaston棱鏡(26)分為兩束檢測光;每束檢測光經第二λ/2波片(27)和偏振片(28)控制光強,以實現平衡探測。

8.根據權利要求7所述的太赫茲脈沖時域波形探測系統,其特征在于,

耦合的兩路太赫茲分量信號為經所述第一λ/2波片(25)調節后的兩垂直方向上的太赫茲分量。

9.根據權利要求6至8任一所述的太赫茲脈沖時域波形探測系統,其特征在于,

所述探測光、所述泵浦光由飛秒激光器輸出光脈沖后經第二分束鏡生成,所述探測光對應的探測光路(12)上設置光學延遲線(14),所述泵浦光對應有泵浦光路(11),所述探測光路(12)和所述泵浦光路(11)在電光晶體(13)處重合。

10.根據權利要求9所述的太赫茲脈沖時域波形探測系統,其特征在于,

所述探測光為圓偏光,且所述探測光在所述電光晶體(13)處被太赫茲調制后轉換為包含太赫茲電場強度信息及太赫茲偏振角度信息的橢圓偏振光。

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