方案摘要
方案下载应用领域 | 医疗/卫生 |
检测样本 | 医疗/卫生 |
检测项目 | |
参考标准 | 强场太赫兹脉冲产生 |
利用光学波前倾斜技术,在特定切割角度的铌酸锂中差频产生太赫兹,突破传统太赫兹产生机制,获得高强的电厂的太赫兹脉冲辐射,可以满足测量样品中的THz非线性过程。
波前倾斜强场太赫兹产生解决方案
光整流THz辐射产生原理
光整流效应产生 THz 的方法是一种常见的 THz 产生方法。在 20 世纪 70 年代初,
Yajima 以及 Yang 等人分别报道了利用光整流效应在非线性晶体中辐射 THz。 当一束强激光
在非线性介质中传播的时候, 强光在介质内部通过差频振荡会产生一个恒定的电极化场, 光
整流效应是一种二阶非线性效应, 可以看作 Pockels 电光效应的逆过程。 利用光整流效应产
生 THz 的非线性晶体,一般选择有 LN 晶体、ZnTe 晶体等闪锌矿半导体。当飞秒激光打在
非线性晶体上, 基于海森伯不确定原理, 脉冲宽度为飞秒量级的脉冲激光包含有较宽的频谱,在二阶非线性过程中,这些不同频率的光波差频产生低频的电磁脉冲,这就是 THz 辐射。
波前倾斜强场太赫兹产生.
上面的方法是较为普遍的产生 THz 的方法, 然而在人们对 THz 源不断的研究发现过程
中,新的 THz 源也不断的向宽频谱、脉冲能量大的方向发展。例如空气法产生强 THz,通
过飞秒激光电离空气,四波混频产生的 THz 频谱可达几十 THz。而 THz 峰值强度也可达
MV/cm。2002 年 J. Hebling 等人提出利用波前倾斜的方法产生 THz, 通过倾斜入射到切割
好的 LN 晶体上脉冲激光的波前,实现在 THz 出射方向上 THz 与飞秒激光的波速匹配, 从
而突破紧束缚条件的限制,激发出强的 THz 脉冲。
波前倾斜原理
一束波前倾斜的光束照射在特定切割角度的铌酸锂 (LiNbO 3 ) 晶体上产生太赫兹辐射,
太赫兹光束(橙色)垂直于波前。当太赫兹的波速和激发光波速相等时,相位匹配条件便达
成,这需要精确恰当的波前倾斜角度γ。那么如何倾斜波前呢?一般需要全息光栅来倾斜波前, 激发光束照射以入射角α照射在光栅上,一级衍射光束出射角度 ?(取决于光栅常数) ,在这个角度下,宽光束两边光程发生变化,意味着等相位面(即波前)发生 γ 2 ~ 70°的倾斜。图中绿色的线表示激发光波前倾斜角度,透镜将入射光束光斑成像在 LiNbO 3 晶体上,
并且将光斑缩小了 1/2,所以入射面处的倾斜角度 γ 1 也不同于光栅面出的倾斜角 γ 2 ,与此同时,由于 LiNbO 3 内部光波速度变慢,所以铌酸锂晶体内部倾斜角度 g 也不同于晶体外倾斜角度 γ 1 。
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