激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)和方法，其中，該系統(tǒng)包括激光器、光參量放大器、衰減片、斬波器、第一、第二和第三離軸拋物面反射鏡、BBO晶體、濾波片和硅片，激光器用于發(fā)射波長(zhǎng)為800nm的激光，800nm的激光經(jīng)過(guò)光參量放大器后輸出波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光，之后經(jīng)過(guò)衰減片后衰減為一總功率為設(shè)定值N的光束，然后經(jīng)過(guò)斬波器后由第一離軸拋物面反射鏡反射至BBO晶體；經(jīng)由BBO晶體射出的光束聚焦電離空氣，激發(fā)空氣中的等離子體并產(chǎn)生一太赫茲輻射源，太赫茲輻射源發(fā)射的太赫茲波經(jīng)由第二、第三離軸拋物面反射鏡反射收集后再依次經(jīng)過(guò)濾波片和硅片濾波，即得到太赫茲能量為M的高強(qiáng)度太赫茲波。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及太赫茲波技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種利用飛秒激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]將超短激光脈沖聚焦在周?chē)諝庵兄苯赢a(chǎn)生太赫茲的技術(shù)，近年來(lái)引起了人們的廣泛關(guān)注，該方法可在遠(yuǎn)處(可在幾公里遠(yuǎn))產(chǎn)生太赫茲波，所以應(yīng)用前景十分美好。
[0003]當(dāng)高能量的超短激光脈沖聚焦在空氣中時(shí)，焦點(diǎn)處的空氣會(huì)發(fā)生電離而形成等離子體，由此所形成的有質(zhì)動(dòng)力會(huì)使離子電荷和電子電荷之間形成大的密度差，而且這種電荷分離過(guò)程會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)有力的電磁瞬變現(xiàn)象的發(fā)生，從而輻射出太赫茲。
[0004]產(chǎn)生太赫茲波的主要機(jī)制是在空氣等離子體中混合的ω與2ω光束發(fā)生的三階非線性光學(xué)效應(yīng)，即四波混頻過(guò)程。太赫茲場(chǎng)的極性和強(qiáng)度完全由ω與2 ω光束間的相對(duì)位相控制。當(dāng)光學(xué)脈沖總能量超過(guò)空氣等離子體形成的閾值時(shí)，太赫茲場(chǎng)的振幅與基頻波的脈沖能量成正比(線性關(guān)系)，與二次諧波的脈沖能量的平方根成正比關(guān)系。在四波混頻過(guò)程中，當(dāng)所有光波(ω光束、2 ω光束及太赫茲波)的偏振態(tài)均相同時(shí)產(chǎn)生的混頻效果最佳。
[0005]空氣等離子體產(chǎn)生的太赫茲波具有超寬帶、脈寬窄、峰值功率高等特點(diǎn)。一般實(shí)驗(yàn)中使用800nm的激光經(jīng)過(guò)TDS系統(tǒng)產(chǎn)生太赫茲，但產(chǎn)生的太赫茲波強(qiáng)度并不是很大，無(wú)法滿(mǎn)足使用需求。
[0006]因此，如何利用空氣等離子體產(chǎn)生強(qiáng)度更大的太赫茲波，是本領(lǐng)域技術(shù)人員的一個(gè)重要研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)和方法，用以利用飛秒激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其包括依次設(shè)置在光路上的激光器、光參量放大器、衰減片、斬波器、第一離軸拋物面反射鏡、第二離軸拋物面反射鏡、第三離軸拋物面反射鏡、BBO晶體、濾波片和硅片，其中:
[0009]所述激光器用于發(fā)射波長(zhǎng)為SOOnm的激光，SOOnm的激光經(jīng)過(guò)所述光參量放大器后輸出波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光，波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光經(jīng)過(guò)所述衰減片后衰減為一總功率為設(shè)定值N的光束，該總功率為設(shè)定值N的光束經(jīng)過(guò)所述斬波器后由所述第一離軸拋物面反射鏡反射至所述BBO晶體；
[0010]經(jīng)由所述BBO晶體射出的光束聚焦電離空氣，激發(fā)空氣中的等離子體并產(chǎn)生一太赫茲輻射源，所述太赫茲輻射源發(fā)射的太赫茲波經(jīng)由所述第二離軸拋物面反射鏡和所述第三離軸拋物面反射鏡反射后再依次經(jīng)過(guò)所述濾波片和所述硅片濾波，即得到太赫茲能量為M的高強(qiáng)度太赫茲波。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，可以通過(guò)控制所述衰減片調(diào)整N。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)所述N分別為200mW、250mW、300mW、350mW、400mW、450mW、500mW、550mW、600mW、650mW、700mW 和 750mW 時(shí)，對(duì)應(yīng)的 M 分別為 5.53861E-4 伏、
0.00167伏、0.00539伏、0.0095伏、0.01439伏、0.01975伏、0.02524伏、0.03161伏、0.03843伏、0.04623伏、0.05537伏和 0.0646伏。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述激光器為飛秒激光放大器。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)還包括一設(shè)置在所述硅片后端的太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器為熱釋電探測(cè)器或高萊探測(cè)器。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述斬波器的頻率為15-20HZ，所述硅片的厚度為450μπι。
[0017]本發(fā)明還提供了一種激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的方法，其包括以下步驟:
[0018]S1:利用一激光器發(fā)射出一波長(zhǎng)為800nm的激光；
[0019]S2:使波長(zhǎng)為800nm的激光經(jīng)過(guò)一光參量放大器并輸出波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光；
[0020]S3:使波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光經(jīng)過(guò)一衰減片后衰減為一總功率為設(shè)定值N的光束；
[0021]S4:使該總功率為設(shè)定值N的光束經(jīng)過(guò)一斬波器后由一第一離軸拋物面反射鏡反射至一 BBO晶體；
[0022]S5:經(jīng)由所述BBO晶體射出的光束聚焦電離空氣，激發(fā)空氣中的等離子體并產(chǎn)生一太赫茲輻射源；
[0023]S6:所述太赫茲輻射源發(fā)射的太赫茲波經(jīng)由一第二離軸拋物面反射鏡和一第三離軸拋物面反射鏡反射后再依次經(jīng)過(guò)一濾波片和一硅片濾波，即得到太赫茲能量為M的高強(qiáng)度太赫茲波。
[0024]本發(fā)明提供的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、建置成本低、容易維護(hù)、穩(wěn)定性高，能夠根據(jù)實(shí)際需要產(chǎn)生不同強(qiáng)度的太赫茲波，彌補(bǔ)了目前高強(qiáng)度太赫茲波產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有較強(qiáng)的科研及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明提供的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)的示意圖；
[0027]圖2為混合光束的功率與太赫茲能量之間的關(guān)系圖；
[0028]圖3為混合光束中僅波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光通過(guò)時(shí)，混合光束的功率與太赫茲能量之間的關(guān)系圖；
[0029]圖4為混合光束中僅波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光通過(guò)時(shí)，混合光束的功率與太赫茲能量之間的關(guān)系圖；
[0030]圖5為兩種光同時(shí)通過(guò)與分別通過(guò)再疊加得到的太赫茲波能量的對(duì)比圖。
[0031 ]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-激光器;2-光參量放大器;3-衰減片;4-斬波器;5-第一離軸拋物面反射鏡;6-第二離軸拋物面反射鏡;7-第三離軸拋物面反射鏡;8-BB0晶體;9-濾波片；10-硅片；11-太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]圖1為本發(fā)明提供的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)的示意圖，如圖所示，本發(fā)明提供的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)包括依次設(shè)置在光路上的激光器1、光參量放大器2、衰減片3、斬波器4、第一離軸拋物面反射鏡5、第二離軸拋物面反射鏡6、第三離軸拋物面反射鏡7、BB0晶體8、濾波片9和硅片10，其中:
[0034]激光器I用于發(fā)射波長(zhǎng)為SOOnm的激光，激光器可以采用飛秒激光放大器，例如美國(guó)Spectra-Physics公司生產(chǎn)的飛秒激光放大器Spitf ire，800nm的激光經(jīng)過(guò)光參量放大器2后輸出波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光，波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光經(jīng)過(guò)衰減片3后衰減為一總功率為設(shè)定值N的光束，該總功率為設(shè)定值N的光束經(jīng)過(guò)斬波器4后由第一離軸拋物面5反射鏡反射至BBO晶體8;其中，斬波器4的頻率可以選擇為15-20Hz，硅片1的厚度可以選擇為450μπι，也可根據(jù)實(shí)際需要選擇其他參數(shù)的斬波器和硅片，本發(fā)明不以此為限。
[0035]經(jīng)由BBO晶體8射出的光束聚焦電離空氣，激發(fā)空氣中的等離子體并產(chǎn)生一太赫茲輻射源，太赫茲輻射源發(fā)射的太赫茲波經(jīng)由第二離軸拋物面反射鏡6和第三離軸拋物面反射鏡7反射后再依次經(jīng)過(guò)濾波片9和硅片10濾波，即得到太赫茲能量為M的高強(qiáng)度太赫茲波。
[0036]本發(fā)明還提供了一種激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的方法，該方法可以通過(guò)上述激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其包括以下步驟:
[0037]S1:利用一激光器發(fā)射出一波長(zhǎng)為800nm的激光；
[0038]S2:使波長(zhǎng)為800nm的激光經(jīng)過(guò)一光參量放大器并輸出波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光；
[0039]S3:使波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光經(jīng)過(guò)一衰減片后衰減為一總功率為設(shè)定值N的光束；
[0040]S4:使該總功率為設(shè)定值N的光束經(jīng)過(guò)一斬波器后由一第一離軸拋物面反射鏡反射至一 BBO晶體；
[0041]S5:經(jīng)由BBO晶體射出的光束聚焦電離空氣，激發(fā)空氣中的等離子體并產(chǎn)生一太赫茲福射源；
[0042]S6:太赫茲輻射源發(fā)射的太赫茲波經(jīng)由一第二離軸拋物面反射鏡和一第三離軸拋物面反射鏡反射后再依次經(jīng)過(guò)一濾波片和一硅片濾波，即得到太赫茲能量為M的高強(qiáng)度太赫茲波。
[0043]另外，本發(fā)明還可以在硅片后端設(shè)置一太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器11，如圖1所示，太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器可以選擇熱釋電探測(cè)器或高萊探測(cè)器，以實(shí)時(shí)探測(cè)輸出的太赫茲波的能量值，該能量值為太赫茲波的平均能量值。
[0044]在本發(fā)明中，可以通過(guò)控制衰減片得到不同功率的混合光束，繼而得到強(qiáng)度不同的太赫茲波，圖2為混合光束的功率與太赫茲能量之間的關(guān)系圖，如圖2所示，當(dāng)混合光束的功率 N 分別為 200mW、250mW、300mW、350mW、400mW、450mW、500mW、550mW、600mW、650mW、700mW和750mW時(shí)，對(duì)應(yīng)的太赫茲能量M分別為5.53861E-4伏、0.00167伏、0.00539伏、0.0095伏、
0.01439伏、0.01975 伏、0.02524伏、0.03161 伏、0.03843 伏、0.04623伏、0.05537 伏和0.0646伏。
[0045]由此可見(jiàn)，本發(fā)明通過(guò)飛秒激光激發(fā)空氣等離子體，可以產(chǎn)生強(qiáng)度更大的太赫茲波，這是由于波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光相互作用而實(shí)現(xiàn)的，而不是分別由波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光和與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光分別作用之后效果疊加而實(shí)現(xiàn)的。為了證明這一點(diǎn)，本案發(fā)明人還做了如下實(shí)驗(yàn):
[0046]在激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)中的衰減片后面增加一分光片，該分光片可控制僅波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光通過(guò)或僅波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光通過(guò)，另外控制混合光束的功率 N 分別為 200mW、250mW、300mW、350mW、400mW、450mW、500mW、550mW、600mW、650mW、700mW和750mW，利用太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器11檢測(cè)得到的太赫茲波的強(qiáng)度。
[0047]圖3為混合光束中僅波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光通過(guò)時(shí)，混合光束的功率與太赫茲能量之間的關(guān)系圖，如圖所示，當(dāng)混合光束的功率N分別為200mW、250mW、300mW、350mW、400mff、450mW、500mW、550mW、600mW、650mW、700mW和750mW時(shí)，太赫茲能量M分別為2.09605E-4伏、2.59007E-4伏、3.27902E-4伏、3.97058E-4伏、4.7511E-4伏、5.59596E-4伏、6.48243E-4伏、7.31622E-4伏、8.1887E-4伏、9.24474E-4伏、0.00102伏和 0.00118 伏。
[0048]圖4為混合光束中僅波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光通過(guò)時(shí)，混合光束的功率與太赫茲能量之間的關(guān)系圖，如圖所示，當(dāng)混合光束的功率N分別為200mW、250mW、300mW、350mW、400mW、450mW、500mW、550mW、600mW、650mW、700mW 和 750mW 時(shí)，太赫茲能量 M 分別為 9.51408E-5 伏、1.25659E-4 伏、1.6129E-4 伏、2.46149E-4 伏、3.20981E-4 伏、4.53261E-4 伏、6.78384E-
4伏、0.00107伏、0.00146伏、0.00207伏、0.00274伏和0.00356伏。
[0049]為了比較的更清楚，我們將波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光同時(shí)通過(guò)時(shí)得到的太赫茲能量與1400nm的信號(hào)光、波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光分別通過(guò)后再疊加得到的總的太赫茲能量繪制在同一坐標(biāo)系下，如圖5所示為兩種光同時(shí)通過(guò)與分別通過(guò)再疊加得到的太赫茲波能量的對(duì)比圖，可見(jiàn)，波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光同時(shí)通過(guò)時(shí)得到的太赫茲波的能量隨著太赫茲波總功率增加而呈明顯上升趨勢(shì)，而若使這兩種光分別通過(guò)，雖然分別得到的太赫茲波的能量也隨著總功率的增加而增加(如圖3、圖4所示)，但是，這種情況下兩種光分別激發(fā)得到的太赫茲波的能量之和也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及兩種光混合通過(guò)時(shí)得到的太赫茲波的能量，尤其是當(dāng)混合光的總功率大于400mW時(shí)，這一現(xiàn)象尤其明顯。
[0050]由上述實(shí)驗(yàn)更進(jìn)一步證明，波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光通過(guò)BBO晶體后，激發(fā)空氣中的等離子體產(chǎn)生的太赫茲輻射源的能量更大，這是由于這兩種光的混合作用而產(chǎn)生的。本案發(fā)明人經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)、分析及比較才得出“1400nm”和“1863.95nm”這兩個(gè)關(guān)鍵數(shù)值，在這兩個(gè)數(shù)值下，利用本發(fā)明提供的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)或方法，能夠激發(fā)產(chǎn)生強(qiáng)度更大的太赫茲波，以滿(mǎn)足當(dāng)前科學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用所需。目前尚未有其他公開(kāi)文獻(xiàn)提出本發(fā)明的觀點(diǎn)，因此，本發(fā)明填補(bǔ)了高強(qiáng)度太赫茲波產(chǎn)生這一領(lǐng)域的技術(shù)空白，具有很大的應(yīng)用前景。
[0051]本發(fā)明提供的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、建置成本低、容易維護(hù)、穩(wěn)定性高，能夠根據(jù)實(shí)際需要產(chǎn)生不同強(qiáng)度的太赫茲波，彌補(bǔ)了目前高強(qiáng)度太赫茲波產(chǎn)生技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有較強(qiáng)的科研及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0052]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0053]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。
[0054]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其特征在于，包括依次設(shè)置在光路上的激光器、光參量放大器、衰減片、斬波器、第一離軸拋物面反射鏡、第二離軸拋物面反射鏡、第三離軸拋物面反射鏡、BBO晶體、濾波片和硅片，其中: 所述激光器用于發(fā)射波長(zhǎng)為SOOnm的激光，SOOnm的激光經(jīng)過(guò)所述光參量放大器后輸出波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光，波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光經(jīng)過(guò)所述衰減片后衰減為一總功率為設(shè)定值N的光束，該總功率為設(shè)定值N的光束經(jīng)過(guò)所述斬波器后由所述第一離軸拋物面反射鏡反射至所述BBO晶體； 經(jīng)由所述BBO晶體射出的光束聚焦電離空氣，激發(fā)空氣中的等離子體并產(chǎn)生一太赫茲輻射源，所述太赫茲輻射源發(fā)射的太赫茲波經(jīng)由所述第二離軸拋物面反射鏡和所述第三離軸拋物面反射鏡反射收集后再依次經(jīng)過(guò)所述濾波片和所述硅片濾波，即得到太赫茲能量為M的高強(qiáng)度太赫茲波。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)控制所述衰減片調(diào)整N。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述?^分別為2001111、2501111、3001111、3501111、4001111、4501111、5001111、5501111、6001111650mW、700mW 和 750mW 時(shí)，對(duì)應(yīng)的 M 分別為 5.53861E-4伏、0.00167伏、0.00539伏、0.0095伏、0.01439伏、0.01975 伏、0.02524伏、0.03161 伏、0.03843 伏、0.04623伏、0.05537 伏和0.0646伏。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器為飛秒激光放大器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一設(shè)置在所述硅片后端的太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其特征在于，所述太赫茲波強(qiáng)度探測(cè)器為熱釋電探測(cè)器或高萊探測(cè)器。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的系統(tǒng)，其特征在于，所述斬波器的頻率為15-20HZ，所述硅片的厚度為450μπι。8.—種激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:利用一激光器發(fā)射出一波長(zhǎng)為800nm的激光； S2:使波長(zhǎng)為800nm的激光經(jīng)過(guò)一光參量放大器并輸出波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光； S3:使波長(zhǎng)為1400nm的信號(hào)光及與其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1863.95nm的閑頻光經(jīng)過(guò)一衰減片后衰減為一總功率為設(shè)定值N的光束； S4:使該總功率為設(shè)定值N的光束經(jīng)過(guò)一斬波器后由第一離軸拋物面反射鏡反射至一BBO晶體; S5:經(jīng)由所述BBO晶體射出的光束聚焦電離空氣，激發(fā)空氣中的等離子體并產(chǎn)生一太赫茲福射源； S6:所述太赫茲輻射源發(fā)射的太赫茲波經(jīng)由一第二離軸拋物面反射鏡和一第三離軸拋物面反射鏡反射后再依次經(jīng)過(guò)一濾波片和一硅片濾波，即得到太赫茲能量為M的高強(qiáng)度太赫茲波。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的方法，其特征在于，通過(guò)控制所述衰減片調(diào)整N。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光激發(fā)空氣等離子體產(chǎn)生高強(qiáng)度太赫茲波的方法，其特征在于，當(dāng)所述?^分別為2001111、2501111、3001111、3501111、4001111、4501111、5001111、5501111、6001111650mW、700mW 和 750mW 時(shí)，對(duì)應(yīng)的 M 分別為 5.53861E-4伏、0.00167伏、0.00539伏、0.0095伏、.0.01439伏、0.01975 伏、0.02524伏、0.03161 伏、0.03843 伏、0.04623伏、0.05537 伏和0.0646伏。
【文檔編號(hào)】H01S1/02GK106099624SQ201610659656
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月11日 公開(kāi)號(hào)201610659656.3, CN 106099624 A, CN 106099624A, CN 201610659656, CN-A-106099624, CN106099624 A, CN106099624A, CN201610659656, CN201610659656.3
【發(fā)明人】張亮亮, 黃素霞, 張銳, 張存林
【申請(qǐng)人】首都師范大學(xué)