太赫兹波导测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太赫兹波导测试系统，它包括飞秒激光器，设置在飞秒脉冲激光器输出端的1/2波片与偏振分束器，偏振分束器将一束光分为泵浦光，和探测光，泵浦光经泵浦光路汇聚到太赫兹发射器上，产生的太赫兹辐射波再经波导测试模块后，将太赫兹辐射波聚集于太赫兹探测器；太赫兹辐射波与探测光束共线耦合到太赫兹探测器上并进而进行测试；本实用新型专利技术还配置三个延迟台系统可用于补偿和改变测量波导时的光程差。本系统在太赫兹波导测试及应用方面具有通用性强，搭建简单，可多次重复使用，测量光谱范围宽的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种太赫兹波导测试系统，它包括飞秒激光器，设置在飞秒脉冲激光器输出端的1/2波片与偏振分束器，偏振分束器将一束光分为泵浦光，和探测光，泵浦光经泵浦光路汇聚到太赫兹发射器上，产生的太赫兹辐射波再经波导测试模块后，将太赫兹辐射波聚集于太赫兹探测器；太赫兹辐射波与探测光束共线耦合到太赫兹探测器上并进而进行测试；本技术还配置三个延迟台系统可用于补偿和改变测量波导时的光程差。本系统在太赫兹波导测试及应用方面具有通用性强，搭建简单，可多次重复使用，测量光谱范围宽的特点。【专利说明】太赫兹波导测试系统
本技术涉及一种太赫兹波导测试系统，是一种适用于对各类太赫兹波导能量、波谱等光学性能开展测试实验的系统。
技术介绍
太赫兹是指频率段在0.1THz到1THz的电磁辐射波。太赫兹波由于具有瞬态性、低能性和相干性等独特性质，在无损检测、卫星通信、军用雷达、医疗卫生等众多领域具有重大的科学价值和广阔的应用前景。这其中，太赫兹波导作为传输太赫兹波的有效手段，是研究物质太赫兹光谱、进行物质检测和探测的关键器件。 目前，国内外针对太赫兹波导宽光谱传输性能的研究主要采用太赫兹时域光谱系统。2011年Ja-Yu Lu等人的文章中介绍了一种目前比较普遍的波导测试系统。其被测波导被放置在太赫兹时域光谱系统中两个离轴镀金抛面镜之间，利用一面聚乙烯透镜将太赫兹波汇聚进入被测波导 0该系统搭建复杂，在测试不同长度类型的波导时需要重复搭建；由于系统中采用聚乙烯透镜，将在自由空间传播的太赫兹波汇聚，进而耦合进入被测波导的方式，这种方式使得太赫兹耦合效率低，太赫兹波损失较大。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种具有高效率波导耦合器，且通用强，无需重复搭建便可实现光路补偿的太赫兹波导测试系统。 为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案: —种太赫兹波导测试系统,其特征在于，包括一罩体以及安装在罩体内按光路依序布设的飞秒脉冲激光器，1/2波片，偏振分束器，分列的泵浦光路装置和探测光路装置，硅片，太赫兹探测器和数据采集单元，还包括置于罩体外的数据处理计算机，其中，探测光路装置中设有第三延迟台模块，泵浦光路装置包含有太赫兹发射器和波导测试单元，波导测试单元中设有第二延迟台模块，通过第三延迟台模块和第二延迟台模块调整泵浦光路与探测光路光程相等。 所述太赫兹波导测试系统，泵浦光路装置中包括依序置于泵浦光路中的第一平面镜反射镜(4)、第二平面反射镜(5)、第一延迟台模块(6)、第一石英平凸透镜(7)、太赫兹发射器(8)和波导测试单元(9)，被测波导置于波导测试单元中，泵浦光路装置接收端与偏振分束器(3)泵浦光出射端对位，太赫兹发射器(8)的太赫兹波出射端与波导测试单元(9)的接收端相连，波导测试单元(9)的出射端与硅片(15)和其后的太赫兹探测器(16)对位，如此泵浦光路装置接收偏振分束器(3)出射的泵浦光，将泵浦光转为太赫兹波通过被测波导，并最终出射透过硅片(15)与探测光路的光汇合为汇聚光路L3聚焦到太赫兹探测器(16)上。 所述波导测试单元(9)包括有太赫兹波导耦合器(9-1)，两个太赫兹波导夹持器(9-2、9-3)，第二延迟台模块(9-4)，第一镀银平面反射镜(9-5)和第一镀金离轴抛面镜(9-6);太赫兹波导耦合器(9-1)与太赫兹发射器(8)相连接，并设置在太赫兹发射器(8)的发射端面一侧，将太赫兹辐射波汇聚收集；被测波导由两个波导夹持器(9-2、9-3)进行固定并与太赫兹波导耦合器(9-1)出射端水平对位，第二延迟模块(9-4)位于被测波导的另一端。 第二延迟模块(9-4)由第二延迟台(941)、定位固定在第二延迟台(941)上的第二镀金离轴抛面镜(942)和第二镀银平面反射镜(943)组成；其中，第二延迟台(941)设有滑轨以实现在被测波导轴向方向的位移。 第二镀金离轴抛面镜(942)位于距离被测波导出射端面153mm处，第二镀银平面反射镜(943)位于第二镀金离轴抛面镜(942)后50mm处，将第二镀金离轴抛面镜(942)出射的具有一定宽度的平行太赫兹辐射波改变90度射出至第一镀银平面反射镜(9-5)上。 所述波导耦合器(9-1)具有一个锥形输入端(911)、一个根据被测波导不同端面形状而改变的耦合输出端(912)，以及一个用于固定太赫兹发射器(8)的发射器固定架，输入端(911)为锥形通孔，大口径端朝向太赫兹发射器(8)，小口径端连接耦合输出端(912)，耦合输出端(912)朝向被测波导并与被测波导水平对位；所述耦合输出端(912)为一空心圆柱体、两块平行的平板或一空心矩形体，圆柱体直径或上下板间距小于被测波导的截面尺寸。 所述第一延迟台模块(6)由第一延迟台(6-1)、两块补偿平面反射镜(6-2)、6_3组成；两块补偿平面反射镜(6-2、6-3)对位固定在第一延迟台(6-1)上位于其中部，两块平面反射镜一端相交，另一端呈开口状，两块相交的平面反射镜之间的夹角为90度，一块补偿平面反射镜(6-2)将第二平面反射镜(5)出射的飞秒激光束反射入另一块补偿平面反射镜(6-3)，并将光束传播方向改变90度，由另一补偿平面反射镜(6-3)再将飞秒激光束改变90度反射至石英平凸透镜(7);第一延迟台(6-1)设有滑轨，可沿入射飞秒光束传播方向进行线性往复运动。 探测光路装置包括在探测光路中依序设置的第三平面反射镜(10)、第三延迟台模块(11)、第四平面反射镜(12)、偏振片(13)和第二石英平凸透镜(14);探测光路装置接收端与偏振分束器(3)探测光出射端对位，其出射端与硅片(15)对位，如此探测光路装置接收偏振分束器(3)出射的探测光L2并改变光束方向最终出射至硅片(15)，与透过硅片(15)的太赫兹辐射波汇合为汇聚光L3聚焦到太赫兹探测器(16)上。 第三延迟台模块(11)由第三延迟台(11-1)、固定在第三延迟台(11-1)上位于其中部的两块对位的补偿平面反射镜(11-2、11-3)组成，两块平面反射镜一端相交，另一端呈开口状，两块相交的平面反射镜之间的夹角为90度；第三延迟台(11-1)设有滑轨，沿入射光束传播方向进行线性往复运动改变探测光路光程。 飞秒激光器I发出光源，1/2波片(2)和偏振分束器(3)依序间隔一定距离置于飞秒激光器(I)的发射端；太赫兹探测器(16)接收探测光束与太赫兹辐射波共线耦合的汇聚光，输出至数据采集单元(17)进行光电信号转换，计算机与数据采集单元(17)电连接，通过计算机进行数据处理以获取被测波导的各种光学性能参数。 由于采用了如上的技术方案，本技术的有益效果如下:1、采用锥形设计的波导耦合器，将太赫兹波更加有效的汇聚到了待测波导中，其耦合效率可达95%以上，并可以适应不同端面的太赫兹波导，提升了测试波导的种类。2、采用了三个电动延迟台设计，其中第二、第三延迟台及其所属元件可以实现针对不同长度波导的测试，进行有效的光程补偿，其补偿范围从O到1500mm，极大改善了测试波导的长度限制，避免了对系统的重复搭建。3、采用光导天线太赫兹发射器辐射太赫兹波，使得太赫兹频谱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹波导测试系统，其特征在于，包括一罩体以及安装在罩体内按光路依序布设的飞秒脉冲激光器(1)，1/2波片(2)，偏振分束器(3)，分列的泵浦光路装置和探测光路装置，硅片(15)，太赫兹探测器(16)和数据采集单元(17)，还包括置于罩体外的数据处理计算机(18)，其中，探测光路装置中设有第三延迟台模块(11)，泵浦光路装置包含有太赫兹发射器(8)和波导测试单元(9)，波导测试单元(9)中设有第二延迟台模块(9‑4)，第三延迟台模块(11)和第二延迟台模块(9‑4)中分别用于调整泵浦光路与探测光路以使两光路光程相等的可移动延迟台。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：和挺，陈天霁，刘婧，张波，沈京玲，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：新型
国别省市：北京;11