基于单模光纤的太赫兹脉冲单次探测系统及探测方法

摘要

一种基于单模光纤的太赫兹脉冲单次探测系统及探测方法。解决目前太赫兹时域光谱单次探测技术普遍采用分离光学元件构成探测光路的激光脉冲展宽和啁啾化装置，使得系统体积大、结构复杂、成本较高，集成性和便携性较差的问题。本发明将飞秒激光脉冲直接耦合进一根单模光纤中传输，由于光纤存在色散效应，从而可以实现对飞秒激光脉冲的展宽和啁啾化，因此简化了系统结构，降低了成本，加强了集成性和便携性。

主权项

一种基于单模光纤的太赫兹脉冲单次探测系统，其特征在于，包括飞秒激光器、分束镜、第一光纤耦合器、单模光纤、光纤准直器、起偏器、金反射镜、聚焦透镜、光丝、太赫兹脉冲、特氟龙板、第一离轴抛物面镜、第二离轴抛物面镜、薄膜合束镜、电光晶体、检偏器、第二光纤耦合器、多模光纤、光纤光谱仪；其中所述飞秒激光器，用于发射飞秒激光脉冲，提供系统所需的光能量；所述分束镜，用于将飞秒激光脉冲分成泵浦激光脉冲和探测激光脉冲，泵浦激光脉冲直接透射分束镜，探测激光脉冲被分束镜以90度反射；所述第一光纤耦合器，用于将探测激光脉冲耦合进单模光纤中；所述单模光纤，当探测激光脉冲在其中传输时，用于对探测激光脉冲进行展宽和加啁啾；所述光纤准直器，用于将展宽和加啁啾后的探测激光脉冲准直输出到自由空间；所述起偏器，用于给探测激光脉冲设置一个初始的线偏振方向；所述金反射镜，用于反射泵浦激光脉冲，改变其传输方向；所述聚焦透镜，用于聚焦泵浦激光脉冲；所述光丝，是由泵浦激光脉冲在自由空间中受到聚焦而产生，位于聚焦透镜的几何焦点附近；所述太赫兹脉冲，是由光丝辐射而来；所述特氟龙板，用于滤掉太赫兹脉冲中混杂的泵浦激光脉冲，只让太赫兹脉冲透过；所述第一、第二离轴抛物面镜，用于收集和汇聚太赫兹脉冲；所述薄膜合束镜，用于将太赫兹脉冲和探测激光脉冲进行合束，使之沿同一路径共线传输至电光晶体；所述电光晶体，利用太赫兹脉冲在电光晶体中的电光效应，使探测激光脉冲的线偏振态发生改变，即线偏振角度发生变化；所述检偏器，用于将探测激光脉冲经过电光晶体后的线偏振态变化检测出来，透射检偏器的探测激光脉冲的幅值正比于太赫兹脉冲的幅值；所述第二光纤耦合器，用于将从检偏器透射的探测激光脉冲耦合进多模光纤中；所述多模光纤，用于将探测激光脉冲传输至光纤光谱仪中；所述光纤光谱仪，用于探测和记录探测激光脉冲的频谱信息。