利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统技术方案

技术编号:20326420 阅读:17 留言:0更新日期:2019-02-13 04:21
本实用新型专利技术公开了一种利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,该系统包括依次设置在光路上的激光器、分光镜、斩波器、第一离轴抛物面反射镜和液体柱,其中:第一离轴抛物面反射镜的焦距为1英寸,液体柱的方向为竖直向下,激光器用于发射一水平偏振激光光束,水平偏振激光光束通过分光镜后分成一束泵浦光和一束探测光,泵浦光由斩波器调制后经由第一离轴抛物面反射镜聚焦于液体柱,液体柱处即形成一能够辐射出高强度宽带太赫兹波的太赫兹波辐射源。本实用新型专利技术应用液体柱产生太赫兹波并且产生效率高,系统构成简单、建置成本低、容易维护、稳定性高,弥补了目前高强度宽带太赫兹波产生技术领域的空白,具有较强的科研及实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统
本技术涉及太赫兹波
,具体而言,涉及一种利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统。
技术介绍
近几年,随着对太赫兹辐射源的研究,大量的研究成果已经证明,固体晶体、金属材料、气体或者等离子体均是良好的太赫兹辐射源。然而,利用液体特别是液态水或其等离子体产生太赫兹波的研究成果寥寥无几。事实上,液态水作为各种电磁波的来源已经被研究了10多年。例如:通过超短脉冲激光聚焦到包含在细胞、射流或液滴中的水的非线性过程产生高次谐波和白光。此外,激光脉冲辐射的液态水的动力学已经被研究二十多年了。阻碍液态水作为太赫兹辐射源的原因可能是因为液态水在太赫兹频率范围内具有非常强的吸收特性。液态水在1太赫兹时的功率吸收系数约为220cm-1,意味着3.6×109太赫兹的光子进入1mm厚的水膜中只有一个光子会辐射出来,由此可见,光子损失非常大并且太赫兹产生效率很低。
技术实现思路
本技术提供一种利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,用以产生高强度宽带太赫兹波。为达到上述目的,本技术提供了一种利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,其包括依次设置在光路上的激光器、分光镜、斩波器、第一离轴抛物面反射镜和液体柱,其中:所述第一离轴抛物面反射镜的焦距为1英寸,所述液体柱的方向为竖直向下,所述激光器用于发射一水平偏振激光光束,水平偏振激光光束通过所述分光镜后分成一束泵浦光和一束探测光,泵浦光由所述斩波器调制后经由所述第一离轴抛物面反射镜聚焦于所述液体柱,所述液体柱处即形成一能够辐射出高强度宽带太赫兹波的太赫兹波辐射源。在本技术的一实施例中,所述激光器为飞秒激光器,所述斩波器的斩波频率为100~300Hz。在本技术的一实施例中,所述液体柱中的液体为水、无机溶液或有机溶液。在本技术的一实施例中,所述液体柱中的液体为氯化钙溶液或四氯化碳溶液。在本技术的一实施例中,所述液体柱的直径为0.2um。在本技术的一实施例中,所述液体柱由一液体柱产生装置产生,所述液体柱产生装置包括液体池、水泵、喷头、第一连接管和第二连接管,所述第一连接管连接在所述液体池与所述水泵之间,所述第二连接管连接在所述水泵与所述喷头之间,所述水泵用于抽取所述液体池中的液体并对其进行增压,并由所述喷头喷出所述液体柱,所述液体柱中的液体回流至所述液体池。在本技术的一实施例中,所述水泵为额定功率为750w的变频涡旋式自吸电泵,所述第一连接管为乳胶软管,所述第二连接管为金属连接管与乳胶软管的组合,其中,乳胶软管的孔径为3~10mm,金属连接管的孔径为5~15mm,所述喷头为孔径介于0.1~1mm之间的铝合金喷头。在本技术的一实施例中,利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统还包括一太赫兹波探测系统,其包括第二离轴抛物面反射镜、硅片、第三离轴抛物面反射镜、ZnTe晶体、第一凸透镜、太赫兹波探测器和第二凸透镜,其中:所述第二离轴抛物面反射镜和所述第三离轴抛物面反射镜的焦距均为4英寸,所述第二离轴抛物面反射镜将太赫兹波汇聚成一束平行光束,该平行光束经过所述硅片滤波后投射至所述第三离轴抛物面反射镜聚焦并形成一聚焦光束,该聚焦光束与经由所述第二凸透镜聚焦的探测光束共同聚焦于ZnTe晶体后再通过所述第一凸透镜,之后经由所述太赫兹波探测器探测强度。在本技术的一实施例中,所述太赫兹波探测器为自平衡光电探测器。在本技术的一实施例中,太赫兹波辐射源朝向空间各角度辐射强度不同的太赫兹波,在辐射角θ为65°方向,太赫兹波的强度最大,辐射角θ的定义如下:定义第一离轴抛物面投射至液体柱的激光的方向为A,从液体柱指向用于接收太赫兹波的装置这一方向为B,则A与B之间的夹角即为辐射角θ,定义-180°<θ≤180°,定义A与B同向时辐射角θ为0°,A与B反向时辐射角θ为180°,定义从辐射角θ为0°方向顺时针转动至辐射角θ为180°方向之间的辐射角θ为正,否则为负。本技术提供的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统创新的应用液体柱产生太赫兹波并且产生效率高,系统构成简单、建置成本低、容易维护、稳定性高,弥补了目前高强度宽带太赫兹波产生
的空白,具有较强的科研及实际应用价值。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提供的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统的组成示意图(俯视图);图2为本技术中的液体柱产生装置的组成示意图(侧视图);图3为本技术产生的太赫兹波的时域波形;图4为本技术产生的太赫兹波的频谱图;图5为从俯视图上看辐射角θ的数值分布图。附图标记说明:1-激光器;2-分光镜;3-斩波器;4-第一离轴抛物面反射镜;5-液体柱;51-液体池;52-水泵;53-喷头;54-第一连接管;55-第二连接管;6-太赫兹波探测系统;61-第二离轴抛物面反射镜;62-硅片;63-第三离轴抛物面反射镜;64-ZnTe晶体;65-第一凸透镜;66-太赫兹波探测器;67-第二凸透镜。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。图1为本技术提供的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统的组成示意图(俯视图),图2为本技术中的液体柱产生装置的组成示意图(侧视图),如图1、图2所示,本技术提供的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统包括依次设置在光路上的激光器1、分光镜2、斩波器3、第一离轴抛物面反射镜4和液体柱5,其中:第一离轴抛物面反射镜4的焦距为1英寸,液体柱5的方向为竖直向下,其应该为连续、稳定、流速固定、外形无变化的液体柱。激光器1用于发射一水平偏振激光光束,水平偏振激光光束通过分光镜2后分成一束泵浦光和一束探测光,泵浦光由斩波器3调制后经由第一离轴抛物面4反射镜聚焦于液体柱5,液体柱5处即形成一能够辐射出高强度宽带太赫兹波的太赫兹波辐射源。本技术中的激光器1例如可以为飞秒激光器,斩波器3的斩波频率例如可以为100~300Hz。于本技术中,液体柱5中的液体可以为水、无机溶液(例如氯化钙溶液)或有机溶液(例如四氯化碳溶液)。在本技术的一实施例中,液体柱5的直径例如可以为0.2um,但本技术不以此为限,可以根据实际需要调整液体柱的直径大小。如图2所示,本实施例中,液体柱5由一液体柱产生装置产生,液体柱产生装置包括液体池51、水泵52、喷头53、第一连接管54和第二连接管55,第一连接管54连接在液体池51与水泵52之间,第二连接管55连接在水泵52与喷头53之间,水泵52用于抽取液体池51中的液体并对其进行增压,并由喷头53喷出液体柱5,液体柱5中的液体回流至液体池51。图2中,水泵52例如可以为额定功本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,其特征在于,包括依次设置在光路上的激光器、分光镜、斩波器、第一离轴抛物面反射镜和液体柱,其中:所述第一离轴抛物面反射镜的焦距为1英寸,所述液体柱的方向为竖直向下,所述激光器用于发射一水平偏振激光光束,水平偏振激光光束通过所述分光镜后分成一束泵浦光和一束探测光,泵浦光由所述斩波器调制后经由所述第一离轴抛物面反射镜聚焦于所述液体柱,所述液体柱处即形成一能够辐射出高强度宽带太赫兹波的太赫兹波辐射源。

【技术特征摘要】
1.一种利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,其特征在于,包括依次设置在光路上的激光器、分光镜、斩波器、第一离轴抛物面反射镜和液体柱,其中:所述第一离轴抛物面反射镜的焦距为1英寸,所述液体柱的方向为竖直向下,所述激光器用于发射一水平偏振激光光束,水平偏振激光光束通过所述分光镜后分成一束泵浦光和一束探测光,泵浦光由所述斩波器调制后经由所述第一离轴抛物面反射镜聚焦于所述液体柱,所述液体柱处即形成一能够辐射出高强度宽带太赫兹波的太赫兹波辐射源。2.根据权利要求1所述的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,其特征在于,所述激光器为飞秒激光器,所述斩波器的斩波频率为100~300Hz。3.根据权利要求1所述的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,其特征在于,所述液体柱中的液体为水、无机溶液或有机溶液。4.根据权利要求3所述的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,其特征在于,所述液体柱中的液体为氯化钙溶液或四氯化碳溶液。5.根据权利要求1所述的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,其特征在于,所述液体柱的直径为0.2um。6.根据权利要求1所述的利用液体柱产生高强度宽带太赫兹波的系统,其特征在于,所述液体柱由一液体柱产生装置产生,所述液体柱产生装置包括液体池、水泵、喷头、第一连接管和第二连接管,所述第一连接管连接在所述液体池与所...

【专利技术属性】
技术研发人员:张亮亮康凯吴同冯世嘉谭永蒋广通张存林
申请(专利权)人:首都师范大学
类型:新型
国别省市:北京,11

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