The invention provides a single broadband terahertz spectrum analyzer, which comprises a terahertz radiation source, a beam splitter, a delay mirror, a fixed mirror and a terahertz detector. The beam splitter divides the parallel terahertz beams from the terahertz radiation source into two beams: a reflection arm beam and a transmission arm beam; the reflected arm beams are modulated into each other by a ladder-shaped delay mirror. The sub-beam sequence with a specific time delay between the two beams, the reflection beam and the transmission beam interfere with each other in different positions, the two-dimensional intensity distribution measured by the terahertz detector is equivalent to the autocorrelation signal of the terahertz pulse, and the terahertz spectrum can be obtained after the inverse processing. The terahertz spectrometer described in the present invention is suitable for the characterization and application systems of low repetition frequency broadband terahertz radiation sources, such as spectral measurement of strong terahertz pulses, terahertz spectroscopy studies related to some irreversible or destructive processes, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种单发宽带太赫兹频谱仪
本专利技术涉及太赫兹频谱测量领域,具体地涉及到一种单发宽带太赫兹频谱仪。
技术介绍
太赫兹(THz)频谱测量是太赫兹辐射源表征及其应用中必不可少的环节。现在比较成熟的太赫兹频谱测量方法主要包括电光采样和迈克尔逊干涉法等。强太赫兹源产生及应用的日益发展对太赫兹频谱仪提出了新的要求:单发、超宽带。例如,超强激光与等离子体相互作用是目前实验室产生强太赫兹辐射的重要方法之一。这类太赫兹辐射源往往运行频率低(10Hz甚至半小时一发),辐射频谱超宽带(从亚THz到几十THz)。然而,对于常规的电光采样和迈克尔逊干涉法,一方面均需要多发扫描才能获得太赫兹频谱,对低运行频率的激光等离子体实验而言,不仅耗时而且信噪比差;另一方面,尽管目前已发展了一些基于谱编码或空间编码的单发电光采样方法,但由于测量所需的晶体不可避免地存在横光学声子吸收和色散等效应,太赫兹频谱的有效探测范围限制在几THz以内。此外,在某些太赫兹泵浦或太赫兹探测实验中,待研究的现象或过程往往不可逆或对样品具有破坏性,单发频谱测量是必需的。可见,现有的太赫兹频谱测量技术已经难以满足某些特定的测量需求,亟需发展一种单发运行的宽带太赫兹频谱仪。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种单发宽带太赫兹频谱仪,同时解决太赫兹频谱测量中单发、超宽带的两大需求。常规的迈克尔逊干涉法不需要电光晶体,可实现“超宽带”测量;现有的单发电光采样法通过将探针光编码为不同延时的脉冲序列,从而实现“单发”探测。本专利技术结合上述两种测量方法的优点,先通过某种方式将待测太赫兹光束调制为不同延时的 ...
【技术保护点】
1.一种单发宽带太赫兹频谱仪,其特征在于,包括:太赫兹辐射源、分束镜、延迟镜、固定镜和太赫兹探测器;其中:所述太赫兹辐射源产生太赫兹脉冲,经过光路准直后输出平行的太赫兹光束;所述分束镜将太赫兹光束分成反射臂光束和透射臂光束;所述反射臂光束经过所述延迟镜反射后被调制为彼此之间具有特定时间延迟的反射臂子束序列,再透过所述分束镜入射到太赫兹探测器上;所述透射臂光束依次经过所述固定镜和所述分束镜反射后入射到所述太赫兹探测器上;调节所述延迟镜的位置,使得所述反射臂光束和所述透射臂光束光程相当;反射臂子束与透射臂光束在所述太赫兹探测器探测面不同位置处发生相长或相消干涉;所述太赫兹探测器测量的二维强度分布相当于一次不同延时扫描下得到的太赫兹脉冲自相关信号,经傅里叶变换等反演处理后得到太赫兹频谱。
【技术特征摘要】
1.一种单发宽带太赫兹频谱仪,其特征在于,包括:太赫兹辐射源、分束镜、延迟镜、固定镜和太赫兹探测器;其中:所述太赫兹辐射源产生太赫兹脉冲,经过光路准直后输出平行的太赫兹光束;所述分束镜将太赫兹光束分成反射臂光束和透射臂光束;所述反射臂光束经过所述延迟镜反射后被调制为彼此之间具有特定时间延迟的反射臂子束序列,再透过所述分束镜入射到太赫兹探测器上;所述透射臂光束依次经过所述固定镜和所述分束镜反射后入射到所述太赫兹探测器上;调节所述延迟镜的位置,使得所述反射臂光束和所述透射臂光束光程相当;反射臂子束与透射臂光束在所述太赫兹探测器探测面不同位置处发生相长或相消干涉;所述太赫兹探...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖国前,刘浩,李玉同,张杰,
申请(专利权)人:上海交通大学,中国科学院物理研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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