[发明专利]强场太赫兹自旋发射器及光谱仪

说明书

本发明实施例提供了一种强场太赫兹自旋发射器及光谱仪，强场太赫兹自旋发射器包括：预设尺寸的铁磁纳米薄膜、第一磁铁和第二磁铁；第一磁铁和第二磁铁均固定于铁磁纳米薄膜所处的平面内，且第一磁铁和第二磁铁设置在一条直线上，第一磁铁的第一极和第二磁铁的第二极相对设置，第一极和第二极的极性相反，铁磁纳米薄膜设置在第一极和第二极之间；预设脉冲宽度、单脉冲能量为预设能量的泵浦激光透过铁磁纳米薄膜，产生预设频谱宽度、预设辐射场强度的太赫兹脉冲辐射。本发明实施例中提供的强场太赫兹自旋发射器，可实现超宽带、强场太赫兹脉冲辐射的产生，并且可避免现有技术中产生强场太赫兹脉冲辐射时的缺陷。

技术领域

本发明实施例涉及太赫兹脉冲产生技术领域，更具体地，涉及强场太赫兹自旋发射器及光谱仪。

背景技术

太赫兹辐射在电磁波谱上位于远红外和毫米波之间，该频段的特殊位置赋予了该频段特殊的性质，比如太赫兹频率对应生物大分子的振动能级和转动能级，对应水分子的氢键能量和范德瓦尔斯力的能量，许多生物分子在这个频段都具有指纹光谱，可应用在物质鉴别和识别；太赫兹频段意味着更大的信息容量，为通信遥感、航空航天提供更好的通信手段。太赫兹辐射在物理、化学、材料、生物、医学等各个领域均具有广泛的应用前景。

目前，各种基于光学和电子学的太赫兹辐射源应运而生，产生了各种基于电学的低频窄带太赫兹辐射源和高频宽带太赫兹辐射源。随着超快激光技术的发展，基于飞秒激光技术的太赫兹辐射源能够获得更为小型化、更可靠、更稳定以及成本更低的太赫兹辐射源，可满足实验研究和部分应用的需要，因此，基于超快激光技术的太赫兹源获得了快速的发展。

但是太赫兹技术并未取得大量的实际应用，阻碍太赫兹科学与技术发展和应用的关键依然在于高效率、低成本、高稳定性的太赫兹辐射源、高灵敏度的太赫兹探测器，以及各种太赫兹功能器件的缺乏。其中，低成本、高效率、小型化、超宽带、稳定可靠的太赫兹辐射源的缺乏，成为了最主要的挑战。太赫兹辐射源是太赫兹科学与技术发展的关键组成部分。随着超快飞秒激光技术的发展，为制备太赫兹辐射源提供了更为可靠的途径。

目前基于超快飞秒激光技术获得的太赫兹辐射源按照频率从低到高的排列，可主要分为：(1)基于铌酸锂倾斜波前技术的光学整流方法，可覆盖的频率范围为0.1-2.0THz，中心频率在0.5THz附近；(2) 基于有机晶体的光学整流方法，可覆盖的频率范围为0.5-5THz，中心频率在2THz左右；(3)基于双色等离子体的方法，可覆盖的频率范围为1-10THz，中心频率在3THz附近；(4)基于强激光与物质相互作用的渡越辐射机制，可覆盖的频率范围为0.3-30THz，中心频率偏低频； (5)基于表面等离子体增强的大孔径光导天线，可覆盖的频率范围为 0.3-4THz，中心频率在1THz附近；(6)基于非线性晶体的差频效应，中心频率可在15-30THz，窄带可调谐。