CN104458646A

CN104458646A - 一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪

Info

Publication number: CN104458646A
Application number: CN201410823627.7A
Authority: CN
Inventors: 翟召辉; 孟坤; 朱礼国; 钟森城; 刘乔; 李江; 彭其先; 李泽仁
Original assignee: Institute of Fluid Physics of CAEP
Current assignee: Institute of Fluid Physics of CAEP
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: CN104458646B

Abstract

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，通过将飞秒激光脉冲分割，各个脉冲之间具有一定的时间延迟。然后将此序列分为两路，一路用于产生太赫兹脉冲序列，另一路通过倾斜前沿脉冲光产生装置，产生具有前沿倾斜的探测光脉冲，实现对太赫兹脉冲的单次瞬态测量；结合信号采集及处理模块，对各个探测脉冲进行成像，就可以获得多个太赫兹脉冲序列的各个子脉冲的波形信息。本发明通过飞秒脉冲激光器、负啁啾脉冲光产生装置、分光延迟装置、太赫兹产生装置、倾斜前沿脉冲光产生装置、电光效应晶体、信号采集及处理模块完成太赫兹脉冲序列的多个子脉冲波形信息的测量。

Description

一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪

技术领域

本发明属于太赫兹时域光谱成像系统研究技术领域，具体涉及一种多幅太赫兹瞬态时域光谱成像仪。

背景技术

近年来太赫兹时域光谱技术发展迅速，利用太赫兹时域光谱技术对材料超快动力学的研究取得了丰富的成果。该技术适合于可重复的（可逆的）材料超快动力学过程的研究，但对于单次的不可逆的材料超快动力学行为就无能为力了。原因如下：传统的太赫兹时域光谱系统大多基于电光效应对太赫兹脉冲的时域电场信号进行探测，为了提高信噪比，一般在测量中会使用锁相放大器，使用多次测量取平均的方法，对可逆的超快过程逐点多次测量，以获取完整的材料超快动力学过程的信息。近年来又发明了太赫兹脉冲单次测量的方法,可以实现对单个太赫兹脉冲进行时域信号的测量,不必进行多次重复的测量。但是这些方法也只能实现对单个太赫兹脉冲的测量，无法实现对包含多个太赫兹脉冲的太赫兹脉冲序列进行高速的单次测量。在材料不可逆的（即单次过程）超快动态过程的太赫兹光谱研究中，需要对太赫兹探测脉冲进行连续多次的瞬态测量，上述两种方法不再适用，而且目前尚没有有效的方法实现对太赫兹脉冲的多次瞬态测量。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，通过将飞秒探测激光脉冲分割成多个子脉冲序列，各个脉冲之间具有一定的时间延迟。然后将此序列分为两路，一路用于产生太赫兹脉冲序列，另一路通过倾斜前沿脉冲光产生装置，产生具有倾斜前沿的探测光，实现对太赫兹脉冲的单次瞬态测量；结合信号采集及处理模块，对各个探测脉冲进行成像，就可以获得多个太赫兹脉冲序列的各个子脉冲的波形信息。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪包括：飞秒脉冲激光器、负啁啾脉冲光产生装置、分光延迟装置、太赫兹产生装置、倾斜前沿脉冲光产生装置、电光效应晶体、信号采集及处理模块；

飞秒脉冲激光器，用于产生飞秒激光脉冲；

负啁啾脉冲光产生装置，用于将飞秒脉冲激光调制成带有负线性啁啾的脉冲光；

分光延迟装置，用于将负线性的啁啾脉冲光变为两路带有多个子脉冲的飞秒脉冲序列信号；

太赫兹产生装置，用于将分光延迟装置产生的其中一路飞秒脉冲序列信号转化为具有多个子脉冲的太赫兹脉冲序列信号；

倾斜前沿脉冲光产生装置，用于将分光延迟装置产生的另一路飞秒脉冲序列信号变为具有倾斜前沿的脉冲光序列；

电光效应晶体，所述太赫兹产生装置产生的太赫兹脉冲序列信号与倾斜前沿脉冲光产生装置产生的具有倾斜前沿的脉冲光同时进入电光效应晶体，太赫兹脉冲序列信号在电光效应晶体中的电光效应，会使得倾斜前沿脉冲光的偏振态发生改变；

信号采集及处理模块，用于对从电光效应晶体出射的倾斜前沿脉冲光序列携带了对应太赫兹脉冲序列信号的信息进行数据采集及处理，得到太赫兹脉冲序列的多个子脉冲的信号波形。

进一步，所述分光延迟装置包括k+1个分束棱镜和2k个反射镜，k大于等于1；负啁啾脉冲光产生装置输出的负线性的啁啾脉冲光通过第一分束棱镜BS1后被分为两路脉冲光，其中一路脉冲光直接到达第二分束棱镜BS2；另一路脉冲光被第一分束棱镜BS1反射到第一反射镜M1，再经过第二反射镜M2后，到达第二分束棱镜BS2，因此经过第一分束棱镜BS1的两路脉冲光先后到达第二分束棱镜BS2，以此类推，到达第k个分束棱镜的脉冲光被分为两束脉冲光，其中一路脉冲光直接到达第k+1个分束棱镜BS（k+1）；另一路脉冲光被反射到第（2k-1）个反射镜，再经过第2k个反射镜后，再到达第k+1个分束棱镜BS（k+1）；最后的第k+1个分束棱镜BS（k+1）产生两路脉冲光输出；其中脉冲光从第i个分束棱镜到第i+1个分束棱镜之间两种路线之间的时间差设为，总共有k个时间差，，并且满足，即第i+1个时间差大于前面i个时间差的总和。

进一步，所述负啁啾脉冲光产生装置包括第一光栅对（第一光栅对包括第一光栅G1、第二光栅G2）、第十一反射镜M8、第十二反射镜M9以及第一分束片B1；所述飞秒脉冲激光器产生的飞秒激光脉冲通过第一分束片B1以及第一光栅对（先经过光栅G1、再经过光栅G2）后再通过第一反射镜M8反射回第一光栅对（先经过光栅G2、再经过光栅G1）后,产生负线性的啁啾脉冲光；所述负线性的啁啾脉冲光经过第一分束片B1以及第二反射镜M9后输出至分光延迟装置。

进一步，所述太赫兹脉冲产生装置包括第一聚焦透镜L1、第一非线性晶体C1、聚乙烯平板PE以及第一抛物面反射镜OAP1；所述分光延迟装置经过第k+1个分束棱镜后产生的两路脉冲光，其中一路脉冲光依次经过第一聚焦透镜L1、照射到第一非线性晶体C1上产生太赫兹脉冲序列，然后太赫兹脉冲序列经过聚乙烯平板PE以及第一抛物面反射镜OAP1后，入射到电光效应晶体中。

进一步的，所述倾斜前沿脉冲光产生装置包括光栅G3、第十三反射镜M10、第二聚焦透镜L2、第一起偏器P1以及第二抛物面反射镜OAP2；所述分光延迟装置经过第k+1个分束棱镜后产生的两路脉冲光，其中另一路脉冲光经过光栅G3后,其一级衍射光变为具有倾斜前沿的脉冲光,依次经过第十三反射镜M10、第二聚焦透镜L2、第一起偏器P1以及第二抛物面反射镜OAP2上的小孔后，入射到电光效应晶体中。

进一步的，所述电光效应晶体是第二非线性晶体C2。

进一步的，所述信号采集及处理模块包括第一检偏器P2、高速分幅相机；第一检偏器P2的方向与倾斜前沿脉冲光产生装置中的第一起偏器P1的方向垂直；所述电光效应晶体出射的携带太赫兹脉冲信息的倾斜前沿脉冲光序列通过第一检偏器P2时，未被太赫兹脉冲序列调制的偏振分量被第一检偏器P2过滤掉,同时被太赫兹脉冲序列调制的偏振分量通过第一检偏器P2,然后通过第一检偏器P2的脉冲光偏振分量输入高速分幅相机,得到倾斜前沿脉冲光序列中每一个探测脉冲的光强分布，其中s代表倾斜前沿脉冲光序列的脉冲编号，x，y分别表示二维坐标；在x方向上，倾斜前沿脉冲光的脉冲前沿是倾斜的，因此不同的x位置就代表了不同的时间；被第一检偏器P2过滤出来的偏振分量脉冲光的强度正比于太赫兹脉冲电场强度，因此第一检偏器P2过滤出来的偏振分量脉冲光的沿x方向上的强度分布直接正比于太赫兹脉冲的电场波形信号，即，其中c为光速，代表脉冲前沿倾斜角；由于探测脉冲光序列与太赫兹脉冲序列是一一对应的，因此对高速分幅相机获得的每一个子脉冲的光强分布进行上述处理，即可得到对应的太赫兹脉冲的波形信息。

本发明的有益效果：

本发明通过分光延迟装置将一个飞秒脉冲调制为具有不同时间延迟的两路飞秒脉冲序列信号，其中一路飞秒脉冲序列用于产生太赫兹脉冲序列,另一路飞秒脉冲序列经过倾斜前沿脉冲产生装置产生具有倾斜前沿的探测脉冲序列,并与太赫兹脉冲序列一同进入非线性晶体,可以实现对太赫兹脉冲序列的瞬态单次测量,结合信号采集及处理模块,可以实现对包含多个太赫兹脉冲的太赫兹脉冲序列的高速多幅测量.本发明可以应用于对不可逆的单次的材料超快动力学过程的太赫兹时域光谱的研究。

附图说明

图1是本发明原理框图。

图2是负啁啾脉冲光产生装置。

图3是本发明实施例一产生8个子脉冲的分光延迟装置。

图4是倾斜前沿脉冲光产生装置以及太赫兹产生装置原理框图。

图5是信号采集及处理模块原理框图。

图6是倾斜前沿脉冲光探测太赫兹脉冲信息的示意图。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

参考图1所示，

本发明的工作原理为：将飞秒激光脉冲通过负啁啾脉冲光产生装置，产生具有负线性啁啾的脉冲，然后通过分光延迟装置，产生两路各带有多个子脉冲的飞秒脉冲序列；其中一路飞秒脉冲序列通过太赫兹产生装置产生具有多个子脉冲的太赫兹脉冲序列（细节：使用聚焦透镜将飞秒脉冲序列聚焦到非线性晶体（如ZnTe、GaP等）上，即可产生太赫兹脉冲序列）；另一路飞秒脉冲序列通过倾斜前沿脉冲光产生装置，将各个子脉冲转化为具有倾斜脉冲前沿的脉冲光，并与待测的太赫兹脉冲序列同时进入电光效应晶体。太赫兹脉冲电场在电光效应晶体中的电光效应，会使得倾斜前沿脉冲光的偏振态发生改变。由于飞秒脉冲序列与太赫兹脉冲序列在时间上一一对应，因此从非线性晶体中出射的倾斜前沿脉冲光序列各自携带了对应太赫兹脉冲的信息。使用高速分幅相机（并结合检偏器），将各个倾斜前沿脉冲光的光强分布分别采集下来，对采集到的数据进行处理即可得到太赫兹脉冲序列的各个子脉冲的波形信息。

1、硬件组成：

1）负啁啾脉冲光产生装置：由于分束棱镜对于飞秒脉冲光具有色散效应,飞秒光通过分束棱镜后会变成具有正啁啾的脉冲光. 以中心波长为800nm的飞秒激光脉冲通过2个尺寸为20mm的分束棱镜（材料为N-SF1，色散系数为D = 148fs²/mm）为例，脉宽为40fs的飞秒激光通过后，将变为153fs的正啁啾光脉冲。这个脉宽的增大对于系统的性能会有严重影响，因此必须设法解决。

为了对飞秒脉冲激光多次通过分光延迟装置中的分束棱镜产生的色散进行补偿，在分光延迟装置的前面将飞秒脉冲激光通过负啁啾脉冲光产生装置，使飞秒脉冲激光产生带负线性的啁啾脉冲光，如图2所示。负啁啾脉冲光产生装置包括一对光栅对G1和G2,光栅对的色散补偿公式为：

其中为色散补偿量，为飞秒激光脉冲的中心波长，为飞秒激光脉冲频谱宽度，为光栅对之间的距离，为真空中光速，d是光栅的常数，代表单位长度内的刻线数目（如d=1000/mm，就代表1mm内光栅上有1000条刻线）,表示衍射光与光栅法线的夹角,其数值可由光栅的衍射公式来计算,，其中γ表示入射光与光栅法线的夹角。光栅放置的距离及光栅的参数可以由需要补偿的色散程度依据上述两个公式进行计算和选取。

2）分光延迟装置：包括k+1个分束棱镜和2k个反射镜，将负啁啾脉冲光产生装置输出的负线性的啁啾脉冲光分为2路带有多个子脉冲的飞秒脉冲序列信号，每一路的带有多个子脉冲的飞秒脉冲序列信号都包含个子脉冲。具体产生过程为：由负啁啾脉冲光产生装置输出的负线性的啁啾脉冲光被分束棱镜BS1分为两个脉冲（分束比1：1，下同），其中一个脉冲直接经过分束棱镜BS1而到达分束棱镜BS2，另一个脉冲被BS1反射到反射镜M1，再到M2，最后到达BS2。两种路线所经过的距离不相等，因此由BS1分出的两个脉冲是先后到达BS2。余下过程类似，每经过一个分束棱镜，分出的子脉冲数目就增大一倍。带有多个子脉冲的飞秒脉冲序列信号从第1个分光棱镜BS1到第2个分光棱镜BS2之间有两种路线，之间的时间差（即路程差除以光速）设为，带有多个子脉冲的飞秒脉冲序列信号从第2个分束棱镜BS2到第3个分束棱镜BS3之间有两种路线，之间的时间差（即路程差除以光速）设为，类似的，带有多个子脉冲的飞秒脉冲序列信号从第i个分数棱镜BSi到第i+1个分束棱镜BS（i+1）之间两种路线之间的时间差设为。总共有k个时间差，，，同时在实际设计上，让这些时间差依次增大，并且满足

即第i+1个时间差大于前面i个时间差的总和。

为了叙述方便，将出射的带有多个子脉冲的飞秒脉冲序列信号1的子脉冲进行编号，如图3所示，最先出射的脉冲编号为1，然后是2，3，……，直到最后一个为8（=）。将第s个和第s+1个子脉冲之间的时间间隔记做，总共有个时间间隔。下面以递归的方法说明各个子脉冲之间的时间间隔：

k=1时，产生个子脉冲，相邻之间的时间间隔记为一个行矩阵（有个时间差）

k=2时，产生个子脉冲，相邻之间的时间间隔为（有个时间差）

k=3时，产生个子脉冲，相邻之间的时间间隔为（有个时间差）

k=4时，产生个子脉冲，相邻之间的时间间隔为（有个时间差）

至此，已经可以看出规律，当得到了n=k时的个时间差序列时，记为一个行矩阵，以表示，即

那么当n=k+1时，有个时间差，同样以一个行矩阵表示，则可以表示成

对于图3中的脉冲序列2的子脉冲进行类似的编号，那么其时间差同样也可以以上述方法计算。

一个特殊的例子是，若调节时间差使得，即时间差为一个比值为2的等比数列，那么可以得到具有均匀间隔（时间间隔为）的脉冲序列。

如图3所述k=3时的示意图，每一路的光脉冲序列都包含个子脉冲。

具体工作过程为：飞秒脉冲激光经过分光棱镜BS1，以1:1的比例分为两个脉冲，其中：

1. 由M1和M2组成的反射镜组置于平移台上，位置可以上下调节，以实现对子脉冲之间时间延迟的调节；

2. 由M3和M4组成的反射镜组置于平移台上，位置可以上下调节，以实现对子脉冲之间时间延迟的调节；

3. 由M5和M6组成的反射镜组置于平移台上，位置可以上下调节，以实现对子脉冲之间时间延迟的调节；

经过上述3组反射镜的调节后，产生的8个子脉冲之间的时间间隔分别为：

若将上述三个时间延迟分别设定为，，那么可以得到两路具有均匀时间间隔（）、包含8个子脉冲的脉冲序列。

3）太赫兹脉冲产生装置包括第一聚焦透镜L1、第一非线性晶体C1、聚乙烯平板PE以及第一剖物面反射镜OAP1。其中第一非线性晶体C1作用是产生太赫兹脉冲。聚乙烯平板PE作用是将飞秒光阻挡住而允许太赫兹脉冲透过。第一抛物面反射镜OAP1作用是将太赫兹脉冲变为准直光。如图4所示，具体工作过程是：飞秒脉冲光序列经过第一聚焦透镜L1后照射到第一非线性晶体C1上，会由于非线性光学作用而产生太赫兹脉冲，聚乙烯平板PE将飞秒脉冲光阻挡住而允许太赫兹脉冲透过。然后第一抛物面反射镜OAP1将太赫兹脉冲变为准直平行光，而后经过第二抛物面反射镜OAP2聚焦到第二非线性晶体C2上。

4）倾斜前沿脉冲光产生装置包括光栅G3、第十三反射镜M10、第二聚焦透镜L2、第一起偏器P1以及第二剖物面反射镜OAP2。如图4所示。具体工作过程是：探测光脉冲序列经过光栅G3后，其一级衍射光产生带有倾斜脉冲前沿的探测脉冲光序列，经过第十三反射镜M10、第二聚焦透镜L2聚焦后通过第一起偏器及第二抛物面反射镜上的小孔，聚焦进入第二非线性晶体（电光效应晶体）上。光栅的衍射光是具有倾斜脉冲前沿的脉冲光，根据光栅的衍射公式，其脉冲前沿的倾斜角（如图6所示）可以表示为

5）非线性晶体，为电光效应晶体，如ZnTe等。由太赫兹脉冲产生装置产生的太赫兹脉冲与由倾斜前沿脉冲光产生装置产生的具有倾斜前沿的探测脉冲序列一同进入电光效应晶体，由于太赫兹脉冲电场的电光效应，会使得具有倾斜前沿的探测脉冲的偏振态发生改变，其偏振态的改变量与太赫兹脉冲的电场成正比。由于探测脉冲的脉冲前沿在x方向上是倾斜的，因此不同x位置的探测脉冲的垂直于第一起偏器P1方向上的偏振强度就正比于太赫兹脉冲不同时刻的电场强度，如图6所示。探测脉冲的偏振态被太赫兹脉冲改变后，输入到信号采集及处理模块进行记录和处理。

6）信号采集及处理模块包括第一检偏器P2、高速分幅相机；第一检偏器P2的方向与倾斜前沿脉冲光产生装置中的第一起偏器P1的方向垂直。所述电光效应晶体出射的携带太赫兹脉冲信息的倾斜前沿脉冲光序列通过第一检偏器P2，未被太赫兹脉冲调制的偏振分量被过滤掉,只允许太赫兹脉冲序列导致的偏振分量通过,然后输入高速分幅相机,得到倾斜前沿脉冲光序列中每一个探测脉冲的光强分布，其中s代表倾斜前沿脉冲光序列的脉冲编号，x，y分别表示二维坐标；在x方向上，倾斜前沿脉冲光的脉冲前沿是倾斜的，因此不同的x位置就代表了不同的时间。被第一检偏器P2过滤出来的脉冲光的强度正比于太赫兹脉冲电场强度，因此沿着x方向上的光强分布直接正比于太赫兹脉冲的电场波形信息，因此沿着y方向对光强进行累加，就可得到太赫兹脉冲的波形信息，即，其中c为光速，代表脉冲前沿倾斜角。由于探测脉冲光序列与太赫兹脉冲序列是一一对应的，因此对高速分幅相机获得的每一个子脉冲的光强分布进行上述处理，即可得到对应的太赫兹脉冲的波形信息。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，其特征在于包括：飞秒脉冲激光器、负啁啾脉冲光产生装置、分光延迟装置、太赫兹产生装置、倾斜前沿脉冲光产生装置、电光效应晶体、信号采集及处理模块；

飞秒脉冲激光器，用于产生飞秒激光脉冲；

信号采集及处理模块，用于对从电光效应晶体出射的倾斜前沿脉冲光序列携带了对应太赫兹脉冲序列信号的信息进行数据处理，得到太赫兹脉冲序列的多个子脉冲的信号波形。

2.根据权利要求1所述的一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，其特征在于所述分光延迟装置包括k+1个分束棱镜和2k个反射镜，k大于等于1；负啁啾脉冲产生装置输出的负线性的啁啾脉冲光通过第一分束棱镜后被分为两路脉冲光，其中一路脉冲光直接到达第二分束棱镜；另一路脉冲光被第一分束棱镜反射到第一反射镜，再经过第二反射镜后，到达第二分束棱镜，因此经过第一分束棱镜的两路脉冲光先后到达第二分束棱镜，以此类推，到达第k个分束棱镜的脉冲光后被分为两束脉冲光，其中一路脉冲光直接到达第k+1个分束棱镜；另一路脉冲光被反射到第（2k-1）个反射镜，再经过第2k个反射镜后，再到达第k+1个分束棱镜；最后的第k+1个分束棱镜产生两路脉冲光输出；其中脉冲光从第i个分束棱镜到第i+1个分束棱镜之间两种路线之间的时间差设为，总共有k个时间差，，并且满足，即第i+1个时间差大于前面i个时间差的总和。

3.根据权利要求2所述的一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，其特征在于所述负啁啾脉冲光产生装置包括第一光栅对、第十一反射镜、第十二反射镜以及第一分束片，所述飞秒脉冲激光器产生的飞秒激光脉冲通过第一分束片以及第一光栅对后再通过第一反射镜反射回第一光栅对后,产生负线性的啁啾脉冲光, 所述负线性的啁啾脉冲光经过第一分束片以及第二反射镜后输出至分光延迟装置。

4.根据权利要求2所述的一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，其特征在于所述太赫兹脉冲产生装置包括第一聚焦透镜、第一非线性晶体、聚乙烯平板以及第一抛物面反射镜；所述分光延迟装置经过第k+1个分束棱镜后产生的两路脉冲光，其中一路脉冲光依次经过第一聚焦透镜、照射到第一非线性晶体上产生太赫兹脉冲序列，然后产生的太赫兹脉冲序列经过聚乙烯平板以及第一抛物面反射镜后，入射到电光效应晶体中。

5.根据权利要求2所述的一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，其特征在于所述倾斜前沿脉冲光产生装置包括光栅、第十三反射镜、第二聚焦透镜、第一起偏器以及第二抛物面反射镜；所述分光延迟装置经过第k+1个分束棱镜后产生的两路脉冲光，其中另一路脉冲光经过光栅后,其一级衍射光变为具有倾斜前沿的脉冲光,并依次经过第十三反射镜、第二聚焦透镜、第一起偏器以及第二抛物面反射镜上的小孔后，入射到电光效应晶体中。

6.根据权利要求2所述的一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，其特征在于所述电光效应晶体是第二非线性晶体。

7. 根据权利要求2所述的一种高速多幅太赫兹时域光谱成像仪，其特征在于所述信号采集及处理模块包括第一检偏器、高速分幅相机；第一检偏器的方向与倾斜前沿脉冲光产生装置中的第一起偏器的方向垂直；所述电光效应晶体出射的携带太赫兹脉冲信息的倾斜前沿脉冲光序列通过第一检偏器时，未被太赫兹脉冲序列调制的偏振分量被第一检偏器过滤掉,同时被太赫兹脉冲序列调制的偏振分量通过第一检偏器,然后通过第一检偏器的脉冲光偏振分量输入高速分幅相机,得到倾斜前沿脉冲光序列中每一个探测脉冲的光强分布，其中s代表倾斜前沿脉冲光序列的脉冲编号，x，y分别表示二维坐标；在x方向上，倾斜前沿脉冲光的脉冲前沿是倾斜的，因此不同的x位置就代表了不同的时间；被第一检偏器过滤出来的偏振分量脉冲光的强度正比于太赫兹脉冲电场强度，因此第一检偏器过滤出来的偏振分量脉冲光的强度分布直接正比于太赫兹脉冲的电场波形信号，即，其中c为光速，代表脉冲前沿倾斜角；由于探测脉冲光序列与太赫兹脉冲序列是一一对应的，因此对高速分幅相机获得的每一个子脉冲的光强分布进行上述处理，即可得到对应的太赫兹脉冲的波形信息。