[发明专利]一种中心频率可调的高功率太赫兹辐射的产生装置及方法

权利要求书

1.一种中心频率可调的高功率太赫兹辐射的产生装置，其特征在于，包括：

激光器，用于产生周期量级的强激光脉冲；

一对气体喷射枪，用于喷射出与所述强激光脉冲相互作用的非对称性介质，所述强激光脉冲的方向与所述一对气体喷射枪喷射出的非对称性介质的方向垂直，并聚集于所述喷射出的气体的中心点；

滤波器，用于滤除所述强光脉冲与所述气体喷射枪所喷射出的非对称性介质相互作用所产生的辐射波的高频成分。

2.根据权利要求1所述的高功率太赫兹辐射的产生装置，其特征在于，所述激光器的强激光脉冲包络为双曲正割型，输出激光峰值强度不小于2*10⁸W/cm²。

3.根据权利要求1所述的高功率太赫兹辐射的产生装置，其特征在于，所述一对气体喷射枪喷射出的非对称性介质为极性气体。

4.根据权利要求3所述的高功率太赫兹辐射的产生装置，其特征在于，所述极性气体为非对称双原子分子氦化氢。

5.根据权利要求1所述的高功率太赫兹辐射的产生装置，其特征在于，所述滤波器为通带范围处在太赫兹波段的滤波器。

6.根据权利要求5所述的高功率太赫兹辐射的产生装置，其特征在于，所述滤波器为光子晶体太赫兹滤波器。

7.一种中心频率可调的高功率太赫兹辐射的产生方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将非对称性介质充入一对气体喷射枪中；

步骤2：开启激光器发出周期量级的强激光脉冲，并将强激光脉冲聚焦于所述一对气体喷射枪喷射出气体的中心点位置处；

步骤3：使用滤波器对所述周期量级的强激光脉冲与所述非对称性介质发生共振产生的辐射波进行过滤，产生太赫兹辐射波，所述太赫兹辐射波的中心频率与所述强激光脉冲的峰值强度关系为其中μ₀、c和分别为真空中磁导率、真空中光速和普兰克常数，d₁₂为非对称性介质中的跃迁偶极矩，I为入射激光输出功率。

8.根据权利要求7所述的高功率太赫兹辐射的产生方法，其特征在于，所述非对称性介质为非对称性双原子分子氦化氢的极性气体，气体密度控制在10¹⁵～10¹⁷cm^-3范围之内。

9.根据权利要求7所述的高功率太赫兹辐射的产生方法，其特征在于，所述强激光脉冲的中心频率等于所述非对称性介质的跃迁频率，使得所述强激光脉冲与所述非对称性介质满足共振条件。

10.根据权利要求7所述的高功率太赫兹辐射的产生方法，其特征在于，所述强激光脉冲的峰值强度范围为2*10⁸～8*10¹³W/cm²。