本发明涉及太赫兹辐射源,尤其涉及一种基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统。
背景技术:
1、基于铌酸锂(linbo3)晶体的切伦科夫辐射型太赫兹宽光谱辐射源,通常使用基于linbo3晶体(并且会掺杂一定比例的氧化镁mgo以提高对入射激光的损伤阈值,简记为mgo:ln)作为非线性光整流材料。公开号为cn206684449u的中国实用新型专利公开了一种新型太赫兹辐射源装置,当入射超短脉冲激光沿着晶体入射时,根据切伦科夫辐射原理,将在与入射光束方向呈一定角度(即切伦科夫辐射角)的方向辐射出相应的太赫兹波束。通过增加薄膜缓冲层(通常是聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物,简记为pet)以限制泵浦激光传播,并通过耦合硅棱镜实现太赫兹波束的搜集。
2、这种现有的技术实现方式,其缺陷在于,仅利用了波导中相对于入射激光单侧的太赫兹辐射波,而指向衬底方向的太赫兹波辐射则会在衬底中被衰减并从另一侧未经硅棱镜耦合搜集的方向溢出而损失掉,从而降低了太赫兹波的辐射效率;另一方面,现有方案中采用宽光谱的超短飞秒激光波束作为入射泵浦激光,所获得的太赫兹波辐射也具有宽谱特性,由于同种晶体的非线性转换效率是固定的,因此宽谱特性的太赫兹波辐射,相比于单频太赫兹波,在太赫兹波总功率一定的前提下(即晶体的泵浦光-太赫兹波转换效率固定),其光谱功率密度远小于后者,因此,其应用范围不及可调谐的单频太赫兹波。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,提供一种基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,解决以上技术问题;
2、一种基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,包括,
3、波导层,用于接收太赫兹辐射源系统外部的入射光,产生第一折射光和第二折射光;
4、衬底收集部,位于所述波导层的下方,用于接收所述第二折射光后反射,得到衬底收集光后回传至所述波导层中;
5、缓冲层,位于所述波导层的上方,用于对所述第一折射光和所述衬底收集光进行折射,得到缓冲光波;
6、耦合棱镜,位于所述缓冲层的上方,用于接收所述缓冲光波后出射太赫兹辐射光。
7、优选地,所述衬底收集部包括,
8、衬底层,位于所述波导层的下方,用于对所述第二折射光进行折射,得到衬底折射光;
9、反射层,位于所述衬底层的下方,用于反射所述衬底折射光后传入所述衬底层中,得到所述衬底收集光。
10、优选地,所述入射光为泵浦光,所述入射光通过皮秒激光器或纳秒激光器射出,所述入射光的中心波长范围为780nm~1560nm。
11、优选地,所述波导层的材料为mgo:ln,其中mgo的浓度为2%mol~5%mol。
12、优选地,所述衬底层的材料为氧化硅,所述衬底层的厚度为0.5μm。
13、优选地,所述反射层的材料为铝,所述反射层的表面镀设有金膜。
14、优选地,所述缓冲层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
15、优选地,所述耦合棱镜的底角为40°,所述耦合棱镜的材料为硅。
16、优选地,所述耦合棱镜上设有太赫兹出射面,所述太赫兹辐射光与所述太赫兹出射面垂直,所述太赫兹辐射光之间相互平行。
17、优选地,所述衬底层的折射率为2.1,所述衬底层的厚度小于所述波导层中所述入射光相对于所述反射层的距离。
18、本发明的有益效果是:由于采用以上技术方案,提高了太赫兹波的辐射效率,实现了可调谐的单频太赫兹波束辐射,应用范围广。
1.一种基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,包括,
2.根据权利要求1所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述衬底收集部(2)包括,
3.根据权利要求1所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述入射光为泵浦光,所述入射光通过皮秒激光器或纳秒激光器射出,所述入射光的中心波长范围为780nm~1560nm。
4.根据权利要求1所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述波导层(1)的材料为mgo:ln,其中mgo的浓度为2%mol~5%mol。
5.根据权利要求2所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述衬底层(21)的材料为氧化硅,所述衬底层(21)的厚度为0.5μm。
6.根据权利要求2所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述反射层(22)的材料为铝,所述反射层(22)的表面镀设有金膜。
7.根据权利要求1所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述缓冲层(3)的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
8.根据权利要求1所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述耦合棱镜(4)的底角为40°,所述耦合棱镜(4)的材料为硅。
9.根据权利要求1所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述耦合棱镜(4)上设有太赫兹出射面(41),所述太赫兹辐射光与所述太赫兹出射面(41)垂直,所述太赫兹辐射光之间相互平行。
10.根据权利要求5所述的基于衬底反射增强的太赫兹辐射源系统,其特征在于,所述衬底层(21)的折射率为2.1,所述衬底层(21)的厚度小于所述波导层(1)中所述入射光相对于所述反射层(22)的距离。