CN107421910B - 基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太赫兹强场时域光谱，为设计合适的波面倾斜成像系统，高效地产生高脉冲能量的太赫兹波，该系统具有很强的科研和实际应用价值。本发明采用的技术方案是，基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统，由以下部件组成：凸透镜，凹透镜，平面反射镜，光栅，1/2波片，2个柱面反射镜，LiNbO3晶体，5个离轴抛物面镜，2太赫兹线偏振片，机械延时线，薄膜分束器，探测晶体，光电平衡探测模块，激光光源；所述部件陈列在光学平台上，其中：凸透镜、凹透镜结合成望远镜系统，其中凸透镜和凹透镜的后焦点重合，将激光光源发出的光束I大小按这两个透镜的焦距比进行缩束。本发明主要应用于波面倾斜成像场合。
Description
技术领域
本发明涉及太赫兹强场时域光谱，具体讲,涉及基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统。
背景技术
太赫兹波在电磁波谱中位于红外和微波之间，一般指频率0.1-10THz的电磁波。近些年来，太赫兹相关技术被广泛关注并得到迅猛发展，由于其特殊的光谱位置和物理性能，使其在国防、安检、生物医学、物理学等方面具有很大的应用潜力。太赫兹源种类众多，有宽频谱(脉冲型)和窄频谱(连续型)两类，输出功率可达千瓦[1]，单脉冲能量可达百微焦[2]，峰值电场强度可达兆伏每厘米[3-5]。
在高功率高电场强度的太赫兹源中，回旋振荡器[1]体积庞大，费用高昂。太赫兹量子级联激光器[6]光谱成分单一、一般需要低温工作、频率调节范围有限，不适宜宽带太赫兹光谱分析。而基于空气等离子体四波混频法[7]，DSTMS等有机晶体光整流法[4]，LiNbO3等无机晶体波面倾斜法[8,9]的高脉冲能量太赫兹桌面系统，具有体积小，输出电场强度高，峰值功率高，频谱范围宽等特点，非常适合研究物质在强太赫兹电场强度下的非线性响应，在太赫兹科研领域具有很高的实用价值。其中，LiNbO3晶体的抗损伤阈值大，晶体尺寸大，有效非线性系数高，且波面倾斜方法允许大光斑面积和高功率的泵光来产生更强的太赫兹波，因此基于波面倾斜方法利用LiNbO3晶体产生太赫兹的强场时域光谱系统备受青睐。
波面倾斜方法高效产生强太赫兹波技术[8]要求泵浦光在LiNbO3晶体中要有特定的倾斜角度，并且倾斜的波面要平整，波面上的脉冲宽度要接近傅里叶变换极限。800nm超短脉冲(<50fs)的激光放大器广泛存在于科研院所，可以作为泵浦光源。由于LiNbO3晶体在800nm和THz波段的折射率差别很大，要求入射到LiNbO3晶体中的800nm激光脉冲的波面倾斜角为63度左右，才能够满足相位匹配。单独使用光栅在LiNbO3晶体中产生63度的波面倾斜角要求光栅的刻线密度非常大，以致于现阶段技术无法完美加工出这种光栅或者费用极其昂贵。因此，常常先用光栅产生部分倾斜角度，再通过相应的成像系统放大该角度至63度。成像系统可以是1个消色差透镜，或者2个球透镜或者球面反射镜组成的望远镜，或者1个球凹面反射镜等组成[10]。成像系统的成像球差、色差等会影响倾斜波面的平整性，波面上每一点脉冲宽度，从而影响产生的太赫兹波面和产生太赫兹的效率。短脉宽的泵浦光相对长脉宽的泵浦光具有更多的频谱分量，经过光栅衍射以后光斑的发散角也很大，这两点将增加后续成像系统的色差和球差，从而降低太赫兹波的产生效率和强度，因此利用短脉冲泵浦光产生太赫兹波对成像系统的要求更加苛刻。成像系统中光学元件对泵浦光的反射和吸收会影响最终进入LiNbO3晶体中的泵浦光能量，影响太赫兹波产生效率。
综合以上背景技术，亟待寻求一种基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的高产生效率的太赫兹强场系统，满足太赫兹非线性效应的科学实验研究。
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发明内容
为克服现有技术的不足，本发明旨在设计合适的波面倾斜成像系统，高效地产生高脉冲能量的太赫兹波，该系统具有很强的科研和实际应用价值。本发明采用的技术方案是，基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统，由以下部件组成：凸透镜，凹透镜，平面反射镜，光栅，1/2波片，2个柱面反射镜，LiNbO3晶体，5个离轴抛物面镜，2太赫兹线偏振片，机械延时线，薄膜分束器，探测晶体，光电平衡探测模块，激光光源；所述部件陈列在光学平台上，其中：
凸透镜为长焦距凸透镜，凹透镜为短焦距凹凸镜，两者结合成望远镜系统，其中凸透镜和凹透镜的后焦点重合，将激光光源发出的光束I大小按这两个透镜的焦距比进行缩束；
缩束后的光束经一个平面反射镜投射到光栅，光栅以特定的角度摆放，让入射的光束按特定的角度衍射，产生一定的波面倾斜角，之后经过1/2波片、两个特定位置的柱面反射镜，将波面倾斜角放大，然后聚焦到LiNbO3晶体中，波面倾斜角受到LiNbO3晶体的调制，在LiNbO3晶体中转变为63°，满足相位匹配条件，产生太赫兹波；LiNbO3晶体产生的太赫兹波经4个离轴抛物面镜、2个太赫兹线偏振片、最后一个离轴抛物面镜投射到薄膜分束器，激光光源产生的另一束激光经机械延时线、令一个平面反射镜也投射到薄膜分束器，薄膜分束器分出的光束经探测晶体最终到达光电平衡探测模块。
激光光源为能够产生中心波长为800nm，脉宽小于50fs，功率1W以上的激光脉冲的泵浦源。
LiNbO3晶体中的泵浦光的波面倾斜角为63°，由以下公式获得：
γ＝arctan(mλρ/(ngβcos(θd)))
其中γ为波面倾斜角度，m为光栅的衍射级，λ为泵浦光波长，ρ为光栅刻线密度，ng为泵浦光在LiNbO3晶体中的群速度，β为光栅和LiNbO3晶体间的成像系统的角放大率的倒数，θd为衍射角。
在一个实例中，β为0.532631，其余参数为m＝1，λ＝800nm，ρ＝2000mm-1，ng＝2.26，θd＝47.37°，光栅的入射角θi由公式θi＝arcsin(mλρ-sin(θd))确定。
在一个实例中，由凸透镜1，凹透镜2，平面反射镜3-a、3-b，光栅4，1/2波片5，柱面反射镜6-a、6-b，LiNbO3晶体7，离轴抛物面镜8-a、8-b、8-c、8-d、8-e，太赫兹线偏振片9-a、9-b，机械延时线10，薄膜分束器11，探测晶体12，光电平衡探测模块13构成，
水平偏振的800nm空间自由激光I沿光轴入射到凸透镜1和凹透镜2组成的望远镜缩束系统，将激光光斑按照凸透镜1和凹透镜2的焦距比缩小；
经过缩束的激光I由平面反射镜3-a以入射角59.8°入射到刻线密度为2000mm-1的光栅4上，衍射光线以出射角47.4°出射，中心波长800nm衍射光线的中心光线以入射角42°入射柱面反射镜6-a，反射光线以入射角19.7°入射柱面反射镜6-b，光线经柱面反射镜6-b反射后垂直入射并聚焦到LiNbO3晶体7中产生太赫兹波，其中，光栅4与柱面反射镜6-a的距离为231.8mm，柱面反射镜6-a与柱面反射镜6-b距离为190.2mm，柱面反射镜6-b与LiNbO3晶体7前表面距离为64.2mm；
将1/2波片5放置在光栅4和柱面反射镜6-a光路上，将激光I的偏振方向转为竖直偏振；
利用高莱盒或者太赫兹相机等探测设备标定产生太赫兹的方向和空间位置；
将LiNbO3晶体7取下，用另一束800nm激光Ⅱ模拟产生的太赫兹波，该激光的方向和空间位置由步骤5确定；
将激光Ⅱ沿离轴抛物镜8-a的光轴入射，离轴抛物面镜8-a的中心与LiNbO3晶体的太赫兹出射面的垂直距离为离轴抛物面镜8-a的焦距，离轴抛物面镜8-b的焦点和离轴抛物面镜8-a的焦点重合，离轴抛物面镜8-c的中心与离轴抛物面镜8-b的中心距离为离轴抛物面镜8-c和离轴抛物面镜8-b的焦距之和，离轴抛物面镜8-d和离轴抛物面镜8-c的焦点重合，离轴抛物面镜8-e和离轴抛物面镜8-d的中心距离为离轴抛物面镜8-e和离轴抛物面镜8-d的焦距之和，光线每经过一个离轴抛物面镜发生90度偏折，最后经过离轴抛物面镜8-e聚焦到探测晶体12中；
另一束与激光I由同一光源发出的并由1/2玻片将偏振态转为竖直偏振的800nm空间自由激光Ⅲ经过机械延时线10，平面反射镜3-b,由探测晶体12前的薄膜分束器11反射后垂直入射到探测晶体12，并和激光Ⅱ在探测晶体12中重合；
激光Ⅲ透过探测晶体后进入光电平衡探测模块13，将LiNbO3晶体7复位以后，由数据采集软件电动控制机械延时线10并通过锁相获得太赫兹时域信号。
测量过程中，样品放置于离轴抛物面镜8-c的焦点处，旋转太赫兹线偏振片9-a、9-b来衰减入射到探测晶体12上的太赫兹波，保证测量结果不失真。
本发明的特点及有益效果是：
本发明能够利用飞秒激光产生脉冲能量在微焦量级，电场强度几百千伏每厘米的太赫兹脉冲，并且太赫兹脉冲能量随着泵浦激光的能量增加而增加。将该太赫兹源集成到太赫兹时域光谱系统中，可以获得物质和强太赫兹脉冲作用的非线性光谱响应，是太赫兹研究领域重要的实验设备。
附图说明：
图1为本发明的结构布置图；附图中激光I终止于LiNbO3晶体7，产生的太赫兹波从LiNbO3晶体开始终止于探测晶体12，激光Ⅲ经过机械延时线10终止于光电平衡探测模块13。
图中：1是凸透镜，2是凹透镜，3-a、3-b都是平面反射镜，4是光栅，5是1/2波片，6-a是焦距为-200mm的柱面反射镜，6-b是焦距为-100mm的柱面反射镜，7是切割角为63度的LiNbO3晶体，8-a、8-b、8-c、8-d、8-e都是离轴抛物面镜，9-a、9-b都是太赫兹线偏振片，10是机械延时线，11是薄膜分束器，12是探测晶体，13是光电平衡探测模块。
具体实施方式
本发明是一种基于波面倾斜方法，经由匹配的成像系统，将800nm空间光的能量面成像至LiNbO3非线性晶体中，产生高太赫兹脉冲能量和电场强度的太赫兹强场时域光谱系统，本发明的太赫兹强场时域光谱系统具有获取待测物质的线性和非线性的太赫兹光谱的功能，在太赫兹科研领域具有很高的实用价值。
利用800nm超短脉冲激光(<50fs)作为泵浦光，用波面倾斜方法可以在LiNbO3晶体中产生太赫兹波。其中，超短脉冲对波面倾斜成像系统的成像性能提出了巨大挑战，因此需要设计合适的波面倾斜成像系统才能高效地产生高脉冲能量的太赫兹波。基于该太赫兹源的太赫兹强场时域光谱系统具有很强的科研和实际应用价值。
利用光栅衍射使800nm超短脉冲产生一定的波面倾斜角，再利用两个柱面反射镜组成的成像系统使激光波面倾斜角在LiNbO3晶体中为63°，且倾斜的波面平整性最好，脉冲宽度最小，进而提高太赫兹波产生效率，这是本发明的关键点一。在LiNbO3晶体后采用短焦距的离轴抛物面镜聚焦产生的太赫兹波，得到更高电场强度的太赫兹光斑，这是本发明的关键点二。
本发明由以下13种器件组成(如说明书附图所示)：凸透镜，凹透镜，平面反射镜，光栅，1/2波片，柱面反射镜，LiNbO3晶体，离轴抛物面镜，太赫兹线偏振片，机械延时线，薄膜分束器，探测晶体，光电平衡探测模块。它们陈列在光学平台的特定位置。
本发明使用的是中心波长为800nm，脉宽小于50fs，功率1W以上的激光脉冲作为泵浦源。该类光源一般光斑较大，为了防止光栅衍射后的光束太大超过后续光学元件的接收孔径，需要对入射到光栅前的泵浦光进行缩束。本发明采用一个长焦距的凸透镜和短焦距的凹透镜结合的望远镜系统，其中凸透镜和凹透镜的后焦点重合，将光束大小按这两个透镜的焦距比缩小。
本发明使用的光栅以特定的角度摆放，让入射的泵浦光按特定的角度衍射，产生一定的波面倾斜角，之后经过两个特定位置的柱面反射镜，将波面倾斜角放大，然后聚焦到LiNbO3晶体中，波面倾斜角受到LiNbO3晶体的调制，在LiNbO3晶体中转变为63°，满足相位匹配条件，产生太赫兹波。
本发明中使LiNbO3晶体中的泵浦光的波面倾斜角为63°，可由以下公式获得：γ＝arctan(mλρ/(ngβcos(θd)))，其中γ为波面倾斜角度，m为光栅的衍射级，λ为泵浦光波长，ρ为光栅刻线密度，ng为泵浦光在LiNbO3晶体中的群速度，β为光栅和LiNbO3晶体间的成像系统的角放大率的倒数，θd为衍射角。本发明中的成像系统的β为0.532631，其余参数为m＝1，λ＝800nm，ρ＝2000mm-1，ng＝2.26，θd＝47.37°。光栅的入射角θi可以由公式θi＝arcsin(mλρ-sin(θd))确定。
本发明中从LiNbO3晶体出射的太赫兹波被认为是近平面波，因此用短焦距的离轴抛物面镜将太赫兹波聚焦，得到高电场强度的太赫兹光斑。之后采用对称放置的相互共焦的4个离轴抛物面镜引导太赫兹波，并用太赫兹线偏振片衰减后，将太赫兹波入射到探测晶体上，用光电平衡探测法测得太赫兹时域信号。在第3个离轴抛物面镜和第4个离轴抛物面镜之间为太赫兹波聚焦处，可以放置样品进行测量。太赫兹线偏振片对太赫兹波的衰减可以防止光电平衡探测器饱和并保证线性探测。
具体实施方式：
1、一种基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统由以下13种器件组成：凸透镜1，凹透镜2，平面反射镜3-a、3-b，光栅4，1/2波片5，柱面反射镜6-a、6-b，LiNbO3晶体7，离轴抛物面镜8-a、8-b、8-c、8-d、8-e，太赫兹线偏振片9-a、9-b，机械延时线10，薄膜分束器11，探测晶体12，光电平衡探测模块13。
2、将水平偏振的800nm空间自由激光I沿光轴入射到凸透镜1和凹透镜2组成的望远镜缩束系统，将激光光斑按照凸透镜1和凹透镜2的焦距比缩小。
3、经过缩束的激光I由平面反射镜3-a以入射角59.8°入射到刻线密度为2000mm-1的光栅4上，衍射光线以出射角47.4°出射，中心波长800nm衍射光线的中心光线以入射角42°入射柱面反射镜6-a，反射光线以入射角19.7°入射柱面反射镜6-b，光线经柱面反射镜6-b反射后垂直入射并聚焦到LiNbO3晶体7中产生太赫兹波，其中，光栅4与柱面反射镜6-a的距离为231.8mm，柱面反射镜6-a与柱面反射镜6-b距离为190.2mm，柱面反射镜6-b与LiNbO3晶体7前表面距离为64.2mm。
4、将1/2波片5放置在光栅4和柱面反射镜6-a光路上，将激光I的偏振方向转为竖直偏振。
5、利用高莱盒或者太赫兹相机等探测设备标定产生太赫兹的方向和空间位置。
6、将LiNbO3晶体7取下，用另一束800nm激光Ⅱ模拟产生的太赫兹波，该激光的方向和空间位置由步骤5确定。
7、将激光Ⅱ沿离轴抛物镜8-a的光轴入射，离轴抛物面镜8-a的中心与LiNbO3晶体的太赫兹出射面的垂直距离为离轴抛物面镜8-a的焦距，离轴抛物面镜8-b的焦点和离轴抛物面镜8-a的焦点重合，离轴抛物面镜8-c的中心与离轴抛物面镜8-b的中心距离为离轴抛物面镜8-c和离轴抛物面镜8-b的焦距之和，离轴抛物面镜8-d和离轴抛物面镜8-c的焦点重合，离轴抛物面镜8-e和离轴抛物面镜8-d的中心距离为离轴抛物面镜8-e和离轴抛物面镜8-d的焦距之和，光线每经过一个离轴抛物面镜发生90度偏折，最后经过离轴抛物面镜8-e聚焦到探测晶体12中。
8、另一束与激光I由同一光源发出的并由1/2玻片将偏振态转为竖直偏振的800nm空间自由激光Ⅲ经过机械延时线10，平面反射镜3-b,由探测晶体12前的薄膜分束器11反射后垂直入射到探测晶体12，并和激光Ⅱ在探测晶体12中重合。
9、激光Ⅲ透过探测晶体后进入光电平衡探测模块13，将LiNbO3晶体7复位以后，由数据采集软件电动控制机械延时线10并通过锁相获得太赫兹时域信号。
10、测量过程中，样品放置于离轴抛物面镜8-c的焦点处，旋转太赫兹线偏振片9-a、9-b来衰减入射到探测晶体12上的太赫兹波，保证测量结果不失真。
以下是本发明一个具体实例。
1、一种基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统由以下13种器件组成：凸透镜1，凹透镜2，平面反射镜3-a、3-b，光栅4，1/2玻片5，柱面反射镜6-a、6-b，LiNbO3晶体7，离轴抛物面镜8-a、8-b、8-c、8-d、8-e，太赫兹线偏振片9-a、9-b，机械延时线10，薄膜分束器11，探测晶体12，光电平衡探测模块13。
2、将水平偏振的800nm空间自由激光I沿光轴入射到凸透镜1和凹透镜2组成的望远镜缩束系统，将激光光斑按照凸透镜1和凹透镜2的焦距比缩小。
3、经过缩束的激光I由平面反射镜3-a以入射角59.8°入射到刻线密度为2000mm-1的光栅4上，衍射光线以出射角47.4°出射，中心波长800nm衍射光线的中心光线以入射角42°入射柱面反射镜6-a，反射光线以入射角19.7°入射柱面反射镜6-b，光线经柱面反射镜6-b反射后垂直入射并聚焦到LiNbO3晶体7中产生太赫兹波，其中，光栅4与柱面反射镜6-a的距离为231.8mm，柱面反射镜6-a与柱面反射镜6-b距离为190.2mm，柱面反射镜6-b与LiNbO3晶体7前表面距离为64.2mm。
4、将1/2波片5放置在光栅4和柱面反射镜6-a光路上，将激光I的偏振方向转为竖直偏振。
5、利用高莱盒或者太赫兹相机等探测设备标定产生太赫兹的方向和空间位置。
6、将LiNbO3晶体7取下，用另一束800nm激光Ⅱ模拟产生的太赫兹波，该激光的方向和空间位置由步骤5确定。
7、将激光Ⅱ沿离轴抛物镜8-a的光轴入射，离轴抛物面镜8-a的中心与LiNbO3晶体的太赫兹出射面的垂直距离为离轴抛物面镜8-a的焦距，离轴抛物面镜8-b的焦点和离轴抛物面镜8-a的焦点重合，离轴抛物面镜8-c的中心与离轴抛物面镜8-b的中心距离为离轴抛物面镜8-c和离轴抛物面镜8-b的焦距之和，离轴抛物面镜8-d和离轴抛物面镜8-c的焦点重合，离轴抛物面镜8-e和离轴抛物面镜8-d的中心距离为离轴抛物面镜8-e和离轴抛物面镜8-d的焦距之和，光线每经过一个离轴抛物面镜发生90度偏折，最后经过离轴抛物面镜8-e聚焦到探测晶体12中。
8、另一束与激光I由同一光源发出的并由1/2玻片将偏振态转为竖直偏振的800nm空间自由激光Ⅲ经过机械延时线10，平面反射镜3-b,由探测晶体12前的薄膜分束器11反射后垂直入射到探测晶体12，并和激光Ⅱ在探测晶体12中重合。
9、激光Ⅲ透过探测晶体后进入光电平衡探测模块13，将LiNbO3晶体7复位以后，由数据采集软件电动控制机械延时线10并通过锁相获得太赫兹时域信号。
10、测量过程中，样品放置于离轴抛物面镜8-c的焦点处，旋转太赫兹线偏振片9-a、9-b来衰减入射到探测晶体12上的太赫兹波，保证测量结果不失真。
Claims (5)
1.一种基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统，其特征是，由以下部件组成：由凸透镜(1)，凹透镜(2)，第一、第二平面反射镜，光栅(4)，1/2波片(5)，第一、第二柱面反射镜，LiNbO3晶体(7)，第一至第五离轴抛物面镜，第一、第二太赫兹线偏振片，机械延时线(10)，薄膜分束器(11)，探测晶体(12)，光电平衡探测模块(13)、激光光源构成；所述部件陈列在光学平台上，其中：
凸透镜为长焦距凸透镜，凹透镜为短焦距凹凸镜，两者结合成望远镜系统，其中凸透镜和凹透镜的后焦点重合，将激光光源发出的光束I大小按这两个透镜的焦距比进行缩束；
水平偏振的800nm空间自由激光I沿光轴入射到凸透镜(1)和凹透镜(2)组成的望远镜缩束系统，将激光光斑按照凸透镜(1)和凹透镜(2)的焦距比缩小；
经过缩束的激光I由第一平面反射镜以入射角59.8°入射到刻线密度为2000mm-1的光栅(4)上，衍射光线以出射角47.4°出射，中心波长800nm衍射光线的中心光线以入射角42°入射第一柱面反射镜，反射光线以入射角19.7°入射第二柱面反射镜，光线经第二柱面反射镜反射后垂直入射并聚焦到LiNbO3晶体(7)中产生太赫兹波，其中，光栅(4)与第一柱面反射镜的距离为231.8mm，第一柱面反射镜与第二柱面反射镜距离为190.2mm，第二柱面反射镜与LiNbO3晶体(7)前表面距离为64.2mm；
将1/2波片(5)放置在光栅(4)和第一柱面反射镜光路上，将激光I的偏振方向转为竖直偏振；
利用高莱盒或者太赫兹相机探测设备标定产生太赫兹的方向和空间位置；
将LiNbO3晶体(7)取下，用另一束800nm激光Ⅱ模拟产生的太赫兹波，该激光的方向和空间位置由上述利用高莱盒或者太赫兹相机探测设备标定产生太赫兹的方向和空间位置确定；
将激光Ⅱ沿第一离轴抛物镜的光轴入射，第一离轴抛物面镜的中心与LiNbO3晶体的太赫兹出射面的垂直距离为第一离轴抛物面镜的焦距，第二离轴抛物面镜的焦点和第一离轴抛物面镜的焦点重合，第三离轴抛物面镜的中心与第二离轴抛物面镜的中心距离为第三离轴抛物面镜和第二离轴抛物面镜的焦距之和，第四离轴抛物面镜和第三离轴抛物面镜的焦点重合，第五离轴抛物面镜和第四离轴抛物面镜的中心距离为第五离轴抛物面镜和第四离轴抛物面镜的焦距之和，光线每经过一个离轴抛物面镜发生90度偏折，最后经过第五离轴抛物面镜聚焦到探测晶体(12)中；
另一束与激光I由同一光源发出的并由1/2波片将偏振态转为竖直偏振的800nm空间自由激光Ⅲ经过机械延时线(10)，第二平面反射镜,由探测晶体(12)前的薄膜分束器(11)反射后垂直入射到探测晶体(12)，并和激光Ⅱ在探测晶体(12)中重合；
激光Ⅲ透过探测晶体后进入光电平衡探测模块(13)，将LiNbO3晶体(7)复位以后，由数据采集软件电动控制机械延时线(10)并通过锁相获得太赫兹时域信号。
2.如权利要求1所述的基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统，其特征是，激光光源为能够产生中心波长为800nm，脉宽小于50fs，功率1W以上的激光脉冲的泵浦源。
3.如权利要求1所述的基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统，其特征是，LiNbO3晶体中的泵浦光的波面倾斜角为63°，由以下公式获得：
γ＝arctan(mλρ/(ngβcos(θd)))
其中γ为波面倾斜角度，m为光栅的衍射级，λ为泵浦光波长，ρ为光栅刻线密度，ng为泵浦光在LiNbO3晶体中的群速度折射率，β为光栅和LiNbO3晶体间的成像系统的角放大率的倒数，θd为衍射角。
4.如权利要求3所述的基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统，其特征是，β为0.532631，其余参数为m＝1，λ＝800nm，ρ＝2000mm-1，ng＝2.26，θd＝47.37°，光栅的入射角θi由公式θi＝arcsin(mλρ-sin(θd))确定。
5.如权利要求1所述的基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统，其特征是，测量过程中，样品放置于第三离轴抛物面镜的焦点处，旋转第一、第二太赫兹线偏振片来衰减入射到探测晶体(12)上的太赫兹波，保证测量结果不失真。
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