CN103472585A - 一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置，包括飞秒激光器光源、飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜、冷光源、光学透镜、精密位置控制装置、白屏、光导开关，该聚焦监测装置中聚焦和成像共用同一个光学透镜，光学透镜固定设置在精密位置控制装置上，飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜、白屏和光导开关设置在光学透镜的光轴上，冷光源发出的光经过可见光波段半反半透镜和光学透镜后聚焦在光导开关上，飞秒激光器光源发出的激光经过飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜和光学透镜后聚焦在光导开关上，光导开关与光学透镜的光轴相垂直。本发明简化了整个系统的结构，实现了聚焦监测一体化。

Description

一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置
技术领域
本发明涉及一种聚焦监测装置，特别涉及一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置。
背景技术
光导开关是一种利用激光能量激励半导体材料，使其电导率发生变化而产生电脉冲的光电转化器件。在没有光照（称为暗态）的情况下，由于光导材料的电阻率很高，通过开关的电流（称为暗电流）很小，开关基本上处于阻断状态。而当激光照射到光导材料上的时候，会在极短的时间内在光导材料体内产生大量的电子空穴对，使光导开关的电阻率骤然下降，光导开关很快从阻断状态转换为导通状态，这一转换过程可以在皮秒甚至亚皮秒量级的时间内完成，当光脉冲熄灭后，由于载流子的复合，光导开关将恢复到原阻断状态，这样在负载上就得到了一个电脉冲。当超短的飞秒激光脉冲入射到光导开关上时，会产生辐射到自由空间的太赫兹波。
使用光导开关产生THz（太赫兹）波的传统装置是利用透镜聚焦激励飞秒激光，另外通过外置成像系统监测聚焦后的飞秒激光光斑位置与光导开关缝隙位置，通过调整精密位置控制装置使得聚焦后的飞秒激光光斑与光导开关缝隙完全重合产生THz波。但是由于光导开关表面反射率较高，聚焦后的激光照射到光导开关表面后只有极小部分被散射，绝大部分激光被光导开关镜面反射，要观察到光斑位置必须尽量减小成像系统与光路的夹角，同时还要尽量减小光学透镜的尺寸以免成像过程中被透镜边沿遮光。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置，在利用该聚焦监测装置时，解决传统装置由于同时存在聚焦、监测两个系统所造成的结构复杂，器件数量多，在光导开关前方无法展开的问题，且因为光导开关表面反射率高，实际监测时对准操作难度大的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置，该聚焦监测装置包括飞秒激光器光源、飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜、冷光源、光学透镜、精密位置控制装置、白屏、光导开关，该聚焦监测装置中聚焦和成像共用同一个光学透镜，所述光学透镜固定设置在所述精密位置控制装置上，所述飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜、白屏和光导开关设置在所述光学透镜的光轴上，所述冷光源发出的光经过所述可见光波段半反半透镜和光学透镜后聚焦在所述光导开关上，所述飞秒激光器光源发出的激光经过所述飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜和光学透镜后聚焦在所述光导开关上，所述光导开关与光学透镜的光轴相垂直。
该聚焦监测装置还包括飞秒激光全反射镜，该飞秒激光全反射镜将所述飞秒激光器光源发出的激光反射到所述飞秒激光半反半透镜上。
所述飞秒激光半反半透镜与所述光学透镜的光轴之间的夹角为45度。所述可见光波段半反半透镜与所述光学透镜的光轴之间的夹角为45度。
采用上述结构后，本发明实现了聚焦系统与监测系统的整合，极大地简化了整个系统的结构，降低了搭建系统的难度，解决了结构上因为器件过多无法展开的难题，实现了聚焦监测一体化的功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。如图1所示，光导开关产生THz波的方法是通过飞秒激光器聚焦激励低温GaAs上的共面波导缝隙实现的。光导开关产生THz波的聚焦监测装置包括飞秒激光器光源1、飞秒激光全反射镜2、飞秒激光半反半透镜3、可见光波段半反半透镜4、白屏5、冷光源6、光学透镜7、精密位置控制装置8和光导开关9。所述光学透镜7固定设置在所述精密位置控制装置8上，所述飞秒激光半反半透镜3、可见光波段半反半透镜4、白屏5和光导开关9设置在所述光学透镜7的光轴上，所述飞秒激光半反半透镜3与所述光学透镜7的光轴之间的夹角为45度。所述可见光波段半反半透镜4与所述光学透镜7的光轴之间的夹角为45度。所述光导开关9与光学透镜7的光轴相垂直。
所述飞秒激光器光源1的功能为：用于产生激励光导开关的800nm飞秒激光。
所述飞秒激光全反射镜2的功能为：飞秒激光通过全反射镜改变激光传输方向进入光路之中。
所述飞秒激光半反半透镜3的功能为：使入射的800nm波段飞秒激光通过飞秒激光半反半透镜3后被照射到光学透镜7上后聚焦在光导开关9上，光导开关9所成的像与被反射的飞秒激光能够部分透过该飞秒激光半反半透镜3在白屏5成像。
所述可见光波段半反射镜4的功能为：引入冷光源6发出的照明光并透射800nm飞秒激光，光导开关9所成的像与被反射的飞秒激光能够部分透过该可见光波段半反半透镜4在白屏5成像。
所述白屏5的功能为：光导开关9微小共面结构通过光学透镜7成像在白屏上5。
所述冷光源6的功能为：为光导开关成像提供照明光。
所述光学透镜7的功能为：飞秒激光通过光学透镜7聚焦到光导开关9表面，同时光导开关9的像通过该光学透镜7在白屏5上放大成像。
所述精密位置控制装置8的功能为：精密控制光学透镜7的位置与俯仰偏转方向。
所述光导开关9的功能为：受到飞秒激光激励产生THz波。
聚焦监测飞秒激光激励光导开关产生THz波方法的实现过程为：所述飞秒激光器光源1发出的激光经过所述飞秒激光全反射镜2的反射照射到所述飞秒激光半反半透镜上3、并经飞秒激光半反半透镜3反射部分飞秒激光到所述可见光波段半反半透镜4上，透射过可见光波段半反半透镜4后照射在光学透镜7上，并聚焦在光导开关9上。所述冷光源6发出的照明光经过所述可见光波段半反半透镜4和光学透镜7后聚焦在所述光导开关9上，光导开关9表面被照亮后反射飞秒激光和照明光并通过光学透镜7成像，所成的像通过可见光波段半反半透镜4与飞秒激光半反半透镜3后在白屏5上成像，最后参照白屏5上所成的像调节精密位置控制装置8，使得聚焦后的激光光斑与光导开关缝隙在光屏5上所成的像重合来实现飞秒激光对光导开关的激励产生THz波。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种用于光导开关产生THz（太赫兹）波的聚焦监测装置，该聚焦监测装置包括飞秒激光器光源、飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜、冷光源、光学透镜、精密位置控制装置、白屏、光导开关，其特征在于：该聚焦监测装置中聚焦和成像共用同一个光学透镜，所述光学透镜固定设置在所述精密位置控制装置上，所述飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜、白屏和光导开关设置在所述光学透镜的光轴上，所述冷光源发出的光经过所述可见光波段半反半透镜和光学透镜后聚焦在所述光导开关上，所述飞秒激光器光源发出的激光经过所述飞秒激光半反半透镜、可见光波段半反半透镜和光学透镜后聚焦在所述光导开关上，所述光导开关与光学透镜的光轴相垂直。
2.根据权利要求1所述的一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置，其特征在于：该聚焦监测装置还包括飞秒激光全反射镜，该飞秒激光全反射镜将所述飞秒激光器光源发出的激光反射到所述飞秒激光半反半透镜上。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置，其特征在于：所述飞秒激光半反半透镜与所述光学透镜的光轴之间的夹角为45°。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于光导开关产生THz波的聚焦监测装置，其特征在于：所述可见光波段半反半透镜与所述光学透镜的光轴之间的夹角为45°。
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