[实用新型]一种单发太赫兹瞬态光谱系统

说明书

本实用新型涉及激光系统领域，涉及一种单发太赫兹瞬态光谱系统，包括啁啾皮秒光产生模块，该啁啾皮秒光产生模块产生激光并依次传播至脉冲压缩模块、太赫兹产生模块、样品模块和光谱探测模块，啁啾皮秒光产生模块还将激光传播至光谱探测模块以产生四波混频信号；脉冲压缩模块分出一路激光传播至激发光模块，激光泵浦激发光模块之后用于激发样品；太赫兹产生模块和光谱探测模块都包括有氮气传播介质或惰性气体传播介质。本实用新型通过产生空间分离脉冲序列，与激发光重合后对样本进行处理；还与啁啾激光进行共线重合以产生四波混频信号，最终进行成像显示，利用在氮气或惰性气体作为非线性介质的环境，有效的提高了太赫兹光的宽谱测量。

技术领域

本实用新型涉及激光系统领域，具体涉及瞬态光谱观测技术，尤其涉及一种单发太赫兹瞬态光谱系统。

背景技术

传统的太赫兹瞬态光谱技术适合于可逆的超快动力学过程的研究，但无法实现单次的不可逆的超快动力学过程观测。其原因在于传统的太赫兹瞬态光谱技术一方面基于太赫兹脉冲时域信号的逐点测量，另一方面为获取完整的超快动力学信息，在动力学过程探测中还需要另外对时间逐点测量。故此处存在一个技术问题：传统太赫兹瞬态光谱技术无法实现不可逆过程的瞬态光谱的单发探测。

近十几年来单发太赫兹光谱测量技术有了一定发展，可以实现对单个或者两三个太赫兹脉冲的光谱进行单次测量。但是一方面这种技术只能对单个或者两三个太赫兹脉冲进行测量，无法实现对包含几十上百个脉冲的整个太赫兹脉冲序列进行测量，从而仍然无法实现不可逆的超快动力学过程的太赫兹瞬态光谱探测。另一方面，这种技术基于探测光和太赫兹在非线性晶体中发生的和频效应，然而非线性晶体自身对太赫兹光会有吸收，这就导致了这种技术不能实现宽谱探测。所以此处还存在另外一个技术问题：传统单发探测太赫兹光谱的方法所依赖的非线性晶体媒介，导致了探测光普范围受限。

因此现有的单发太赫兹瞬态测量技术存在亟待改进的地方，需要对其进行研究优化以得到更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。

实用新型内容

为了克服上述内容中提到的现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种单发太赫兹瞬态光谱系统，旨在改进系统的组成结构，实用空间分离的脉冲技术方式实现瞬态光谱的单发探测，同时采用惰性气体作为非线性介质，实现太赫兹的宽谱探测。

为了实现上述目的，本实用新型具体采用的技术方案是：

一种单发太赫兹瞬态光谱系统，包括啁啾皮秒光产生模块，该啁啾皮秒光产生模块产生激光并通过一路电磁波传播路径依次传播至脉冲压缩模块、太赫兹产生模块、样品模块和光谱探测模块，啁啾皮秒光产生模块还通过另一路电磁波传播路径将激光传播至光谱探测模块用于产生四波混频信号；所述的脉冲压缩模块分出单独的一路激光传播至激发光模块，激光泵浦激发光模块之后产生激发脉冲并传播至样品模块用于激发样品；所述的太赫兹产生模块和光谱探测模块都包括有氮气传播介质或惰性气体传播介质。

上述公开的单发太赫兹瞬态光谱系统，利用四波混频的方式对太赫兹光进行处理，并利用氮气或惰性气体作为非线性介质，不仅大大提高了太赫兹光的宽频探测，还实现了单发太赫兹光的瞬态观测；在光谱探测模块，将太赫兹光进行成像处理，以分别对不同点的光谱进行探测。

进一步的，上述技术方案中公开了啁啾皮秒光产生模块，所述的啁啾皮秒光产生模块包括激光器。一般可采用钛宝石激光器，并可采用激光放大器配合激光输出。

进一步的，所述的脉冲压缩模块包括脉冲压缩盒。所述的脉冲压缩盒得到来自啁啾皮秒光产生模块的50％激光，并进行处理后输出100飞秒的激光脉冲，该激光脉冲一部分传播至太赫兹产生模块用于产生太赫兹光，另一部分传播至激发光模块用于产生激发光脉冲。