一种自旋太赫兹产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一种自旋太赫兹产生装置，包括发射器外壳、泵浦光入射孔、偏振分束器、四分之一波片、聚焦透镜、自旋太赫兹发射器、探测光出射孔；自旋太赫兹发射器由永磁铁、自旋太赫兹样片、硅透镜组成；自旋太赫兹样片平行泵浦光入射孔固定于聚焦透镜焦点处，由泵浦光入射孔入射的飞秒激光被聚焦透镜汇聚到自旋太赫兹样片上；通过引入偏振分束器、四分之一波片将飞秒激光能量全部作用于自旋太赫兹发射器上，并利用自旋太赫兹发射器反射的飞秒激光对产生的太赫兹进行探测，飞秒激光能量利用率大大提升，产生的太赫兹信号得到增强。产生的太赫兹信号得到增强。产生的太赫兹信号得到增强。

【技术实现步骤摘要】
一种自旋太赫兹产生装置


[0001]本专利技术涉及太赫兹
，具体涉及一种自旋太赫兹产生装置。

技术介绍

[0002]自旋太赫兹产生装置，太赫兹频段位于红外和微波之间，是宏观电子学与微观光子学的过渡频段，兼具宽带性、低能性、高透性、唯一性等诸多优势特性，其在无损检测、卫星通信、医疗诊断、卫星通信等领域具有重大的科学价值和广阔的应用前景。自旋太赫兹源因其独特的太赫兹产生机理，具有低成本、高效率等优势，是未来太赫兹技术的重要发展方向。
[0003]自旋太赫兹发射器产生的太赫兹大小同作用于自旋太赫兹发射器的飞秒激光偏振态无关，而同飞秒激光的能量密切相关，现有技术中的自旋太赫兹系统需要采用分束器将飞秒激光分为两束，分别用于产生和探测太赫兹，飞秒激光利用率低、产生的太赫兹较弱。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出的一种自旋太赫兹产生装置，可解决上述技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0006]一种自旋太赫兹产生装置包括发射器外壳，泵浦光入射孔、偏振分束器、四分之一波片、聚焦透镜、自旋太赫兹发射器、探测光出射孔；
[0007]自旋太赫兹发射器由永磁铁一、永磁铁二、自旋太赫兹样片、硅透镜组成；自旋太赫兹样片紧贴硅透镜，永磁铁一、永磁铁二对称固定于自旋太赫兹样片两侧；
[0008]聚焦透镜位于四分之一波片及自旋太赫兹发射器中间，且自旋太赫兹样片平行泵浦光入射孔固定于聚焦透镜焦点处。偏振方向平行于偏振分束器透射方向的飞秒激光由泵浦光入射孔入射，后经过四分之一波片被聚焦透镜汇聚到自旋太赫兹样片上产生太赫兹辐射，辐射出的太赫兹经硅透镜准直后输出；
[0009]由自旋太赫兹样片表面反射的飞秒激光称为太赫兹探测光，其依次经聚焦透镜、四分之一波片、偏振分束器后，由探测光出射孔出射。
[0010]进一步的，所述泵浦光入射孔、探测光出射孔两者夹角为90
°
，偏振分束器两个面分别平行于泵浦光入射孔、探测光出射孔。
[0011]进一步的，四分之一波片快轴方向同偏振分束器透射光的偏振方向成45
°
角；线偏振光经过四分之一波片后，其偏振态变为圆偏振。
[0012]由上述技术方案可知，本专利技术的自旋太赫兹产生装置具有以下有益效果：
[0013]本专利技术自旋太赫兹高效发射器，通过采用偏振分束器将飞秒激光全部作用于自旋发射器，并利用自旋太赫兹发射器表面反射的飞秒激光作为探测光对产生的太赫兹进行探测，引入四分之一波片将太赫兹探测光偏振状态同透过偏振分束镜的飞秒激光偏振态正交，进而再次利用偏振分束器实现太赫兹探测光反射输出，整个过程飞秒激光能量利用率
大大提升，产生的太赫兹信号得以增强。
[0014]显然当由泵浦光入射孔入射的飞秒激光偏振方向平行于偏振分束器透射方向时，飞秒激光的能量利用率最高，产生的太赫兹信号最强。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的整体结构图；
[0016]图中：101发射器外壳；102泵浦光入射孔；103偏振分束器；104四分之一波片；105聚焦透镜；106永磁铁；107永磁铁；108自旋太赫兹样片；109硅透镜；110探测光出射孔。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0018]如图1所示，本实施例所述的自旋太赫兹高效发射器，包括发射器外壳101、泵浦光入射孔102、偏振分束器103、四分之一波片104、聚焦透镜105、自旋太赫兹发射器、探测光出射孔110；自旋太赫兹发射器由永磁铁一106、永磁铁二107、自旋太赫兹样片108、硅透镜109组成；图纸箭头方向为永磁铁106、107磁场方向。
[0019]其中，聚焦透镜105位于四分之一波片104及自旋太赫兹发射器中间，且自旋太赫兹样片108平行泵浦光入射孔102固定于聚焦透镜焦点处，由泵浦光入射孔102入射的飞秒激光被聚焦透镜105汇聚到自旋太赫兹样片108上。
[0020]所述泵浦光入射孔102、探测光出射孔110两者夹角为90
°
，偏振分束器两个面分别平行于泵浦光入射孔102、探测光出射孔110；商业化偏振分束器103是90
°
偏振分束，这样90
°
设计让偏振分束的光从102入射，110出射。
[0021]所述四分之一波片104快轴方向同偏振分束器103透射光的偏振方向成45
°
角；线偏振光经过四分之一波片104后，其偏振态变为圆偏振；圆偏振的泵浦光被聚焦透镜105聚焦到自旋样片108上产生太赫兹辐射，辐射出的太赫兹经硅透镜109准直后输出。
[0022]由自旋太赫兹样片108表面反射的飞秒激光称为太赫兹探测光，其依次经聚焦透镜105、四分之一波片104后，其偏振态由圆偏振变为同泵浦光入射孔102输入光正交的线偏振光，后经偏振分束器103，由探测光出射孔110出射。
[0023]所述自旋太赫兹样片108紧贴硅透镜109，用于提升太赫兹的发射效率，中间有空隙的话，硅透镜对出射的太赫兹存在反射作用，最终的太赫兹发射效率会降低；永磁铁一106、永磁铁二107对称固定于自旋太赫兹样片108两侧，用于磁化自旋样品。
[0024]假设当入射飞秒激光偏振方向垂直于纸面方向时，飞秒激光将全部透过偏振分束器103，此时产生太赫兹效率最高。入射飞秒激光偏振方向可由人工调节，不在本专利技术考虑范围内。
[0025]下面以优选实例即入射飞秒激光的偏振方向为垂直于纸面方向进行说明。
[0026]当线偏振的飞秒激光通过偏振分束器103、四分之一波片104后，其偏振方向将变为圆偏振光，而后其被聚焦透镜105聚焦到自旋太赫兹样片108上产生太赫兹辐射，辐射出的太赫兹经硅透镜109准直后输出；由自旋太赫兹样片108表面反射的飞秒激光称为太赫兹
探测光，其经聚焦透镜105原路通过四分之一波片104，此时其偏振方向为垂直于纸面的线偏振光，同最初入射的飞秒激光偏振方向正交，后经偏振分束器103反射，由探测光出射孔110出射，用于对产生的太赫兹进行探测。
[0027]下面借助琼斯矩阵从数学上说明整个飞秒激光偏振态演化过程。假设入射飞秒激光偏振方向垂直于纸面方向的琼斯矩阵为如前文所述，四分之一波片104快轴方向同偏振分束器103透射光的偏振方向成45
°
角，当入射飞秒激光第一次通过四分之一波片，其琼斯矩阵为此后飞秒激光被聚焦透镜109聚焦到自旋太赫兹样片108上，其中部分飞秒激光被自旋太赫兹样片108表面反射，其反射矩阵为反射后的飞秒激光称为太赫兹探测光，其先后通过聚焦透镜109，四分之一波片104，由于此时飞秒激光传输方向同最初通过四分之一波片104方向相反，此时四分之一波片琼斯矩阵为最终通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自旋太赫兹产生装置，包括自旋太赫兹发射器、发射器外壳(101)，泵浦光入射孔(102)及探测光出射孔(110)，其特征在于：还包括偏振分束器(103)、四分之一波片(104)、聚焦透镜(105)；自旋太赫兹发射器由永磁铁一(106)、永磁铁二(107)、自旋太赫兹样片(108)、硅透镜(109)组成；所述自旋太赫兹样片(108)紧贴硅透镜(109)，永磁铁一(106)、永磁铁二(107)对称固定于自旋太赫兹样片(108)两侧；聚焦透镜(105)位于四分之一波片(104)及自旋太赫兹发射器中间，且自旋太赫兹样片(108)平行泵浦光入射孔(102)固定于聚焦透镜焦点处；偏振方向平行于偏振分束器(103)透射方向的飞秒激光由泵浦光入射孔(102)入射，后经过四分之一波片(104)被聚焦透镜(105)汇聚到自旋太赫兹样片(108)上产生太赫兹...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓强，姜芸青，许涌，赵巍胜，
申请(专利权)人：北京航空航天大学合肥创新研究院北京航空航天大学合肥研究生院，
类型：发明
国别省市：