[发明专利]一种阶梯形结构的强太赫兹脉冲发射源及设计方法

摘要

本发明涉及太赫兹辐射源研究技术领域，尤其是一种阶梯形结构的强太赫兹脉冲发射源及设计方法。本发明针对现有技术问题，通过飞秒激光波前整形模块对泵浦飞秒激光进行整形；通过阶梯形铌酸锂晶体将泵浦飞秒激光转换为太赫兹波；相位匹配结构将阶梯形铌酸锂晶体产生的多个太赫兹脉冲耦合为一个太赫兹脉冲，从而提高单个太赫兹脉冲的强度。本发明适用于利用飞秒激光泵浦铌酸锂晶体产生强太赫兹脉冲辐射的光学太赫兹源，以及采用该太赫兹源作为系统光源的太赫兹光谱成像系统。

主权项

1.一种阶梯形结构的强太赫兹脉冲发射源，其特征在于包括：飞秒激光波前整形模块，用于对泵浦飞秒激光进行整形，使泵浦飞秒激光的波前在阶梯形铌酸锂晶体倾斜角度为α，使得泵浦飞秒激光与阶梯形铌酸锂晶体产生的强太赫兹波实现非共线相位匹配；阶梯形铌酸锂晶体，用于将泵浦飞秒激光转换为i个太赫兹脉冲；将楔形铌酸锂晶体沿底面裁剪成阶梯形结构的铌酸锂晶体，即为阶梯形铌酸锂晶体；其中楔形铌酸锂晶体的侧面作为阶梯形铌酸锂晶体底面，阶梯形铌酸锂晶体底面与相位匹配结构底面重合；阶梯形铌酸锂晶体中挖空部分远离阶梯形铌酸锂晶体底面，阶梯形铌酸锂晶体中阶梯形机构的台阶面与楔形铌酸锂晶体底面平行；阶梯形铌酸锂晶体有i个台阶；相位匹配结构，用于消除阶梯形铌酸锂晶体产生的多个太赫兹脉冲的相对时间延迟，将阶梯形铌酸锂晶体产生的多个太赫兹脉冲耦合为一个强太赫兹脉冲；相位匹配结构是阶梯结构，所述阶梯结构底面作为相位匹配结构底面；相位匹配结构有i‑1个台阶；相位匹配结构第1台阶与阶梯形铌酸锂晶体第2个阶梯台阶底面重合,直到相位匹配结构第i‑1台阶与阶梯形铌酸锂晶体第i个阶梯台阶底面重合；当经过飞秒激光波前整形模块的泵浦飞秒激光，垂直入射于阶梯形铌酸锂晶体端面时，泵浦飞秒激光覆盖整个阶梯形铌酸锂晶体端面，在阶梯形铌酸锂晶体底面等间距形成i个太赫兹脉冲；然后所述i个太赫兹脉冲中从第2个太赫兹脉冲到第i个太赫兹脉冲经过相位匹配结构中i‑1个台阶耦合成一个强太赫兹脉冲；所述阶梯形铌酸锂晶体端面指的是垂直于阶梯形铌酸锂晶体中阶梯形结构台阶面的端面；太赫兹脉冲出射方向与相位匹配结构的底面垂直。