CN113872022B - 一种太赫兹波产生装置以及产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太赫兹产生装置以及产生方法。所述太赫兹波产生装置包括：光源模块，用于输出激光脉冲信号；分光模块，用于将所述光源模块输出的激光脉冲信号分成泵浦光和探测光；第一透镜模块，用于将所述泵浦光聚焦；倍频模块，用于将部分所述泵浦光转换成倍频光；群速度补偿器，用于对所述泵浦光和所述倍频光进行群速度补偿；以及双波长半波片，用于使所述倍频光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；所述泵浦光和所述倍频光经过所述群速度补偿器和所述双波长半波片后，共聚焦而产生太赫兹波。通过群速度补偿器对泵浦光和倍频光进行群速度补偿，能够有效地提供太赫兹波的产生效率。

Description

一种太赫兹波产生装置以及产生方法

技术领域

本发明属于太赫兹波技术领域，具体涉及一种太赫兹波产生装置以及产生方法。

背景技术

产生太赫兹波的方式有很多种。一种常用的产生太赫兹波的方式是采用双色激光诱导空气等离子体产生太赫兹波。即，使用倍频晶体将部分的基频激光转换成倍频激光，基频激光和倍频激光在空气中聚焦在同一点，从而电离空气而产生太赫兹波。目前，用于太赫兹辐射的双色激光诱导空气等离子体因其丰富的物理特性而被广泛研究。

常用的双色激光诱导空气等离子体系统中的太赫兹转换效率约为0.01％。使用柱面透镜代替球面透镜，太赫兹转换效率提高到约0.07％。在液体介质中，太赫兹转换效率高于0.1％。可见，采用双色激光诱导空气等离子体产生太赫兹波的转换效率普遍不高。如何提高太赫兹波的产生效率，是人们目前需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种太赫兹波产生装置以及产生方法，以解决现有的双色激光诱导空气等离子体系统中的太赫兹波产生效率不高的问题。

本发明其中一实施例提供了一种太赫兹波产生装置，包括：

光源模块，用于输出激光脉冲信号；

分光模块，用于将所述光源模块输出的激光脉冲信号分成泵浦光和探测光；

第一透镜模块，用于将所述泵浦光聚焦；

倍频模块，用于将部分所述泵浦光转换成倍频光；

群速度补偿器，用于对所述泵浦光和所述倍频光进行群速度补偿；以及

双波长半波片，用于使所述倍频光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；

所述泵浦光和所述倍频光经过所述群速度补偿器和所述双波长半波片后，共聚焦而产生太赫兹波；

其中，所述倍频模块包括第一BBO晶体；

所述群速度补偿器包括第二BBO晶体；

所述第二BBO晶体倾斜于所述第一BBO晶体设置；

和/或，所述第二BBO晶体的厚度不同于所述第一BBO晶体设置；

和/或，所述第二BBO晶体的切割角度不同于所述第一BBO晶体设置。

在其中一个实施例中，所述泵浦光和所述倍频光经过所述群速度补偿器和所述双波长半波片后，共聚焦在气体或者液体中而产生太赫兹波。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置还包括：

第一反射镜，所述第一反射镜设置在所述分光模块和所述第一透镜模块之间，所述分光模块所产生的泵浦光经过所述第一反射镜后传输至所述第一透镜模块。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置还包括第一离轴抛物镜、碲化锌晶体、电动位移装置以及第二透镜模块，所述离轴抛物镜用于将所述泵浦光和所述倍频光共聚焦所产生的太赫兹波传输至所述碲化锌晶体中，所述离轴抛物镜的内部设置有通孔，所述分光模块所产生的探测光经过所述电动位移装置后，在经过所述第二透镜模块聚焦，并穿过所述第一离轴抛物镜内部的通孔，从而与所述太赫兹波共同作用至所述碲化锌晶体中。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置还包括探测器，所述探测器用于检测所述探测光与所述太赫兹波共同作用至所述碲化锌晶体后所形成的第二探测光。

在其中一个实施例中，所述探测器包括四分之一波片、沃拉斯顿棱镜、第一光电探头和第二光电探头，所述第二探测光经过所述四分之一波片后，被所述沃拉斯顿棱镜分成第一束光和第二束光，所述第一束光被所述第一光电探头接收，所述第二束光被所述第二光电探头接收。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置还包括第二离轴抛物镜、第三离轴抛物镜以及第四离轴抛物镜，所述泵浦光和所述倍频光共聚焦所产生的太赫兹波经过所述第二离轴抛物镜、所述第三离轴抛物镜以及所述第四离轴抛物镜后，再传输至所述第一离轴抛物镜中；

和/或，所述太赫兹波产生装置还包括第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜以及第五反射镜，所述第二反射镜和所述第三反射镜设置在所述电动位移装置中，所述探测光经过所述第二反射镜和所述第三反射镜改变传输方向，改变传输方向后的所述探测光经过所述第四反射镜反射后，被所述第二透镜模块聚焦，再经过所述第五反射镜反射后穿过所述第一离轴抛物镜内部的通孔，从而与所述太赫兹波共同作用至所述碲化锌晶体中。

在其中一个实施例中，所述泵浦光的波长为800nm或者1030nm，所述倍频光的波长为400nm或者515nm。

在其中一个实施例中，所述探测器包括迈克尔逊干涉仪或者高压宽带探测仪。

本发明另一实施例还提供了一种太赫兹波的产生方法，包括以下步骤：

使用光源模块输出激光脉冲信号；

使用分光模块将所述光源模块输出的激光脉冲信号分成泵浦光和探测光；

使用第一透镜模块将所述泵浦光聚焦；

使用倍频模块将部分所述泵浦光转换成倍频光；

使用群速度补偿器对所述泵浦光和所述倍频光进行群速度补偿；以及

使用双波长半波片使所述倍频光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；

使所述泵浦光和所述倍频光经过所述群速度补偿器和所述双波长半波片后，共聚焦而产生太赫兹波。

在本发明实施例所提供的太赫兹波的产生装置和产生方法中，通过群速度补偿器对所述泵浦光和所述倍频光进行群速度补偿，所述泵浦光和所述倍频光的空间和时间走移都得到了优化，从而使太赫兹波的产生效率明显提高。经过检测发现，采用本发明实施例所提供的太赫兹波的产生装置和产生方法，太赫兹波的产生效率提高了3倍。通过时域光谱的峰值对比发现，太赫兹波的振幅提高了约1.7倍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的太赫兹波产生装置的模块示意图；

图2为图1中的太赫兹波产生装置的结构示意图；

图3(a)为图1中的太赫兹波产生装置中的太赫兹波产生效率的示意图；

图3(b)为图1中的太赫兹波产生装置中的太赫兹波时域波形示意图；

图4为不同的二次谐波产生效率对太赫兹波的产生效率的影响示意图；

图5为本发明另一实施例提供的太赫兹波的产生方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参见图1，本发明其中一实施例提供了一种太赫兹波产生装置100。所述太赫兹波产生装置100包括光源模块110、分光模块120、第一透镜模块130、倍频模块140、群速度补偿器150以及双波长半波片160。

所述光源模块110用于输出激光脉冲信号。在本实施例中，所述光源模块110为Ti：sapphire飞秒激光器。所述Ti：sapphire飞秒激光器用于产生中心波长为800nm的激光。具体地，所述Ti：sapphire飞秒激光器所产生的激光脉冲的性能参数为：中心波长为800nm、脉冲宽度为35fs、重复频率为1kHz，平均功率为2.5W、光束直径为1cm、偏振特性为线性偏振。

所述分光模块120用于将所述光源模块110输出的激光脉冲信号分成泵浦光A和探测光B。在本实施例中，所述分光模块120为分光镜。根据需要，所述分光镜可以采用棱镜式分光镜或者光栅式分光镜。

所述第一透镜模块130用于将所述泵浦光A聚焦。在本实施例中，所述第一透镜模块130为平凸透镜。所述第一透镜模块130的焦距为300mm。可以理解地，所述第一透镜模块130的焦距也可以根据实际需要进行调整。

所述倍频模块140用于将部分所述泵浦光A转换成倍频光C。在本实施例中，所述泵浦光A的波长为800nm；所述倍频光C的波长为400nm。根据需要，所述泵浦光A和所述倍频光C也可以设置为其他波长。例如说，所述泵浦光A的波长为1200nm；所述倍频光C的波长为600nm。或者说，所述泵浦光A的波长为1030nm；所述倍频光C的波长为515nm。在本实施例中，所述倍频模块140由SHG(Second-Harmonic Generation，二次谐波产生)材料制成。SHG材料为二阶非线性材料，当激光作用到二阶非线性材料时，除了会产生与入射频率相同的光线部分(线性部分)之外，还会产生频率为两倍入射频率的倍频光部分(非线性部分)。以上产生倍频光的现象称为二阶谐波产生效应或者SHG效应。具体地，在本实施例中，所述倍频模块140包括第一BBO(硼酸钡)晶体。BBO晶体是一种综合性能较为优良的非线性光学晶体中，其具有较宽的透光范围，较低的吸收系数以及较弱的压电振铃效应。相对于其他的电光调制晶体，其具有更高的消光比，较大的相匹配角，较高的抗光损伤阈值、宽带的温度匹配以及优良的光学均匀性，从而有利于提高激光输出功率稳定性。BBO晶体特别适用于钛宝石激光器之二倍频、三倍频、和频、差频等。在本实施例中，所述第一BBO晶体的厚度为0.1mm。

所述群速度补偿器150用于对所述泵浦光A和所述倍频光C进行群速度补偿。具体地，群速度是指包络波上任一恒定相位点的推进速度。众所周知，一个信号总是由许多频率成分组成。用相速度无法描述一个信号在色散媒质中的传播速度。信号之所以能传递，是由于对波调制的结果，调制波传播的速度才是信号传递的速度。因此，一般将高频信号和低频信号的合成波的振幅，称为包络波。在其中一个实施例中，所述群速度补偿器150包括第二BBO晶体。所述第二BBO晶体倾斜于所述第一BBO晶体设置。通过调整所述第二BBO晶体相对于所述第一BBO晶体的倾斜角度，可以使得800nm的泵浦光A和400nm的倍频光的横向和时间走移得到补偿。具体地，所述第二BBO晶体与所述第一BBO晶体的倾斜角度与所述泵浦光A和所述倍频光C的波长相关。当所述泵浦光A的波长为800nm以及所述倍频光C的波长为400nm，所述第二BBO晶体与所述第一BBO晶体的倾斜角度范围为70.4度。具体地，对于29.2度的相位匹配角，800nm波和400nm波之间的横向和群速度走离分别为68μm/mm和199fs/mm。对100μm厚的BBO晶体，时间走离约为19.9fs，与40fs的脉冲持续时间相当。而对于70.4度的非相位匹配角，横向和时间走离为45.5μm/mm和-122fs/mm。因此，厚度为150μm的70.4度切割BBO晶体可以补偿横向和时间走离。

可以理解地，所述群速度补偿器150并不限于是第二BBO晶体倾斜于所述第一BBO晶体设置的方式。在其中一个实施例中，所述第二BBO晶体也可以平行于所述第一BBO晶体设置。但此时，第二BBO晶体的厚度不同于所述第一BBO晶体的厚度设置。通过设置与所述第一BBO晶体厚度不同的第二BBO晶体，所述第二BBO晶体同样可以对所述泵浦光A和所述倍频光C的横向和时间走移进行补偿。根据需要，所述第二BBO晶体的厚度与所述泵浦光A和所述倍频光C的波长相关。当所述泵浦光A的波长为800nm以及所述倍频光C的波长为400nm，所述第二BBO晶体的厚度范围为150μm。

可以理解地，所述群速度补偿器150也可以是其他设置方式。在其中一个实施例中，所述第二BBO晶体也可以平行于所述第一BBO晶体设置。但此时，第二BBO晶体的切割角度不同于所述第一BBO晶体的切割角度。通过设置与所述第一BBO晶体切割角度不同的第二BBO晶体，所述第二BBO晶体同样可以对所述泵浦光A和所述倍频光C的横向和时间走移进行补偿。根据需要，所述第二BBO晶体的切割角度与所述泵浦光A和所述倍频光C的波长相关。当所述泵浦光A的波长为800nm以及所述倍频光C的波长为400nm，所述第二BBO晶体的切割角度为70.4度。

所述双波长半波片160用于使所述泵浦光A和所述倍频光C的偏振方向保持一致。一般情况下，所述泵浦光A在经过所述倍频模块140之后，所产生的倍频光C与所述泵浦光A的偏振方向并不是在同一方向上。因此，需要使用一个双波长半波片(Double-Wavelengthwaveplate)，以使所述泵浦光A和所述倍频光C的偏振方向保持一致。在本实施例中，所述双波长半波片160相对于800nm的光为全波片、相对于400nm的光为半波片。通过旋转双波长半波片160，可以使所述泵浦光A和所述倍频光C的偏振方向保持一致。

所述泵浦光A和所述倍频光C经过所述群速度补偿器150和所述双波长半波片160后，共聚焦而产生太赫兹波。在本实施例中，所述泵浦光A和所述倍频光C经过所述群速度补偿器150和所述双波长半波片160后，两束光线共线聚焦在空气中，从而产生太赫兹波。实际上，当所述泵浦光A和所述倍频光C聚焦在空气中时，会产生气体等离子体。所述气体等离子体会向外辐射包含太赫兹波的电磁辐射，从而产生太赫兹波。根据需要，所述泵浦光A和所述倍频光C不限定聚焦在空气中。在其中一个实施例中，所述泵浦光和所述倍频光经过所述群速度补偿器和所述双波长半波片后，共聚焦在其他气体如氮气等或者液体中以产生太赫兹波。

在本发明实施例所提供的太赫兹波产生装置100中，通过群速度补偿器150对所述泵浦光A和所述倍频光C进行群速度补偿，所述泵浦光A和所述倍频光C的空间和时间走移都得到了优化，从而使太赫兹波的产生效率明显提高。经过检测发现，在本发明实施例所提供的太赫兹波的产生装置100中，太赫兹波的产生效率提高了3倍。通过时域光谱的峰值对比发现，太赫兹波的振幅提高了约1.7倍。

实际上，在采用双色激光电离空气产生太赫兹波的过程中，通常采用激光泵浦BBO晶体产生倍频光(二次谐波)，泵浦光和倍频光共线聚焦诱导空气产生气体等离子体，从而从而使气体等离子体向外辐射太赫兹波。然而，在泵浦光泵浦BBO晶体产生倍频光的过程中，泵浦光和倍频光之间会产生群速度时延，从而直接影响太赫兹的产生效率。而本发明实施例所提供的太赫兹波产生装置100充分考虑了空间与时间走移以及二次谐波产生效率的影响，通过设置所述群速度补偿器150，对所述泵浦光A和所述倍频光C进行群速度补偿。在设置所述群速度补偿器150之后，所述泵浦光A和所述倍频光C的空间和时间走移都得到了优化，直接提高了太赫兹波的产生效率。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置100还包括第一反射镜171。所述第一反射镜171设置在所述分光模块120和所述第一透镜模块130之间。所述分光模块120所产生的泵浦光A经过所述第一反射镜171后传输至所述第一透镜模块130。通过设置所述第一反射镜171，所述第一透镜模块130、倍频模块140、群速度补偿器150以及双波长半波片160等元件或者部件的设置位置更加灵活。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置100还包括第一离轴抛物镜181、碲化锌晶体200、电动位移装置300以及第二透镜模块131。所述第一离轴抛物镜181用于将所述泵浦光A和所述倍频光C共聚焦所产生的太赫兹波D传输至所述碲化锌晶体200中。所述第一离轴抛物镜181的内部设置有通孔1811。所述分光模块120所产生的探测光B经过所述电动位移装置300后，在经过所述第二透镜模块131聚焦，并穿过所述第一离轴抛物镜181内部的通孔1811，从而与所述太赫兹波D共同作用至所述碲化锌晶体200中。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置100还包括第二离轴抛物镜182、第三离轴抛物镜183以及第四离轴抛物镜184。所述泵浦光A和所述倍频光C共聚焦所产生的太赫兹波D经过所述第二离轴抛物镜182、所述第三离轴抛物镜183以及所述第四离轴抛物镜184后，再传输至所述第一离轴抛物镜181中，然后再经过所述第一离轴抛物镜181传输至所述碲化锌晶体200中。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置100还包括第二反射镜172、第三反射镜173、第四反射镜174以及第五反射镜175。在本实施例中，所述第二反射镜172和所述第三反射镜173设置在所述电动位移装置300中，所述探测光B经过所述第二反射镜172和所述第三反射镜173改变传输方向。改变传输方向后的所述探测光B经过所述第四反射镜174反射后，被所述第二透镜模块131聚焦，再经过所述第五反射镜175反射后穿过所述第一离轴抛物镜181内部的通孔1811，从而与所述太赫兹波D共同作用至所述碲化锌晶体200中。

根据需要，所述太赫兹波产生装置100还包括硅片400，用于滤出所产生的太赫兹波D。根据需要，所述硅片400可以设置在第二离轴抛物镜182和第三离轴抛物镜183之间，或者是第三离轴抛物镜183和第四离轴抛物镜184之间，或者是第四离轴抛物镜184和第一离轴抛物镜181之间。又或者是，所述硅片400设置在第二离轴抛物镜182之前，所产生的太赫兹波D在经过硅片400后再入射至第二离轴抛物镜182中。

在其中一个实施例中，所述太赫兹波产生装置100还包括探测器500。所述探测器500用于检测所述探测光B与所述太赫兹波D共同作用至所述碲化锌晶体200后所形成的第二探测光B’。

在其中一个实施例中，所述探测器500包括四分之一波片510、沃拉斯顿棱镜520、第一光电探头530和第二光电探头540。所述第二探测光B’经过所述四分之一波片510后，被所述沃拉斯顿棱镜520分成第一束光和第二束光。所述第一束光被所述第一光电探头530接收。所述第二束光被所述第二光电探头540接收。

可以理解地，所述探测器500并不限于以上实施方式。在其中一个实施例中，所述探测器500包括迈克尔逊干涉仪。通过迈克尔逊干涉仪来对所产生的太赫兹波D进行检测。根据需要，所述探测器500也可以是高压宽带探测仪。

根据需要，在本发明实施例提供的太赫兹波产生装置100中，通过调整第一BBO晶体与第一透镜模块130的相对位置，也可以提高二次谐波的转化效率，从而产生的净光电流，对太赫兹波的产生效率也起到提高的作用。

请参见图4，通过瞬态电流模型的理论计算来模拟二次谐波产生效率对太赫兹波产生效率的影响。在任意激发功率下，太赫兹辐射是在实验中测量的不同二次谐波产生效率下计算的。为简单起见，仅在两个不同的二次谐波产生效率下绘制了感应光电流。显然，更高的二次谐波产生效率会产生更多的净光电子电流并辐射更高的太赫兹功率。

实施例一：

在一具体的实施方式中，空气等离子体是由聚焦激光束通过100μm厚的β硼酸钡晶体(第一BBO晶体)引起的。平凸透镜(第一透镜模块130)的焦距为300mm。使用薄零级DWHW(双波长半波片160)来调整400nm波的偏振。空气等离子体后残留的800nm波被高电阻率硅片阻挡。厚度为150μm的70.4度切割的第二BBO晶体(群速度补偿器150)可以补偿横向和时间走离。其在图3(a)的峰值位置将太赫兹产生效率提高了3倍。此外，还通过电光(EO)采样在1毫米厚的ZnTe晶体中检测到THz时域波形，如图3(b)所示。相应地，太赫兹振幅也提高了约1.7倍。

请参见图5，本发明另一实施例还提供了一种太赫兹波的产生方法，包括以下步骤：

使用光源模块110输出激光脉冲信号；

使用分光模块120将所述光源模块110输出的激光脉冲信号分成泵浦光A和探测光B；

使用第一透镜模块130将所述泵浦光A聚焦；

使用倍频模块140将部分所述泵浦光A转换成倍频光C；

使用群速度补偿器150对所述泵浦光A和所述倍频光C进行群速度补偿；以及

使用双波长半波片160使所述倍频光C和所述泵浦光A的偏振方向保持一致；

使所述泵浦光A和所述倍频光C经过所述群速度补偿器150和所述双波长半波片160后，共聚焦而产生太赫兹波。

在本发明实施例所提供的太赫兹波的产生方法中，通过群速度补偿器150对所述泵浦光A和所述倍频光C进行群速度补偿，所述泵浦光A和所述倍频光C的空间和时间走移都得到了优化，从而使太赫兹波的产生效率明显提高。经过检测发现，在本发明实施例所提供的太赫兹波的产生方法中，太赫兹波的产生效率提高了3倍。通过时域光谱的峰值对比发现，太赫兹波的振幅提高了约1.7倍。

可以理解地，在本实施例提供的一种太赫兹波的产生方法，所述太赫兹波通过以上任意一项实施例所提供的太赫兹波产生装置100进行产生，其可以包括以上任意一项实施例所提供的太赫兹波产生装置100中的任意元件或者部件以执行其在太赫兹波产生装置100中的功能，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种太赫兹波产生装置，其特征在于，包括：

光源模块，用于输出激光脉冲信号；

分光模块，用于将所述光源模块输出的激光脉冲信号分成泵浦光和探测光；

第一透镜模块，用于将所述泵浦光聚焦；

倍频模块，用于将部分所述泵浦光转换成倍频光；

群速度补偿器，用于对所述泵浦光和所述倍频光进行群速度补偿；以及

双波长半波片，用于使所述倍频光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；

所述泵浦光和所述倍频光经过所述群速度补偿器和所述双波长半波片后，共聚焦而产生太赫兹波；

其中，所述倍频模块包括第一BBO晶体；

所述群速度补偿器包括第二BBO晶体；

所述第二BBO晶体倾斜于所述第一BBO晶体设置；

和/或，所述第二BBO晶体的厚度不同于所述第一BBO晶体设置；

和/或，所述第二BBO晶体的切割角度不同于所述第一BBO晶体设置。

2.如权利要求1所述的太赫兹波产生装置，其特征在于，所述泵浦光和所述倍频光经过所述群速度补偿器和所述双波长半波片后，共聚焦在气体或者液体中而产生太赫兹波。

3.如权利要求1所述的太赫兹波产生装置，其特征在于，还包括以下部件中的其中一个或者多个：

第一反射镜，所述第一反射镜设置在所述分光模块和所述第一透镜模块之间，所述分光模块所产生的泵浦光经过所述第一反射镜后传输至所述第一透镜模块；

第一离轴抛物镜、碲化锌晶体、电动位移装置以及第二透镜模块，所述离轴抛物镜用于将所述泵浦光和所述倍频光共聚焦所产生的太赫兹波传输至所述碲化锌晶体中，所述离轴抛物镜的内部设置有通孔，所述分光模块所产生的探测光经过所述电动位移装置后，在经过所述第二透镜模块聚焦，并穿过所述第一离轴抛物镜内部的通孔，从而与所述太赫兹波共同作用至所述碲化锌晶体中；

探测器，所述探测器用于检测所述探测光与所述太赫兹波共同作用至所述碲化锌晶体后所形成的第二探测光，所述探测器包括四分之一波片、沃拉斯顿棱镜、第一光电探头和第二光电探头，所述第二探测光经过所述四分之一波片后，被所述沃拉斯顿棱镜分成第一束光和第二束光，所述第一束光被所述第一光电探头接收，所述第二束光被所述第二光电探头接收。

4.如权利要求3所述的太赫兹波产生装置，其特征在于，

所述太赫兹波产生装置还包括第二离轴抛物镜、第三离轴抛物镜以及第四离轴抛物镜，所述泵浦光和所述倍频光共聚焦所产生的太赫兹波经过所述第二离轴抛物镜、所述第三离轴抛物镜以及所述第四离轴抛物镜后，再传输至所述第一离轴抛物镜中；

和/或，所述太赫兹波产生装置还包括第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜以及第五反射镜，所述第二反射镜和所述第三反射镜设置在所述电动位移装置中，所述探测光经过所述第二反射镜和所述第三反射镜改变传输方向，改变传输方向后的所述探测光经过所述第四反射镜反射后，被所述第二透镜模块聚焦，再经过所述第五反射镜反射后穿过所述第一离轴抛物镜内部的通孔，从而与所述太赫兹波共同作用至所述碲化锌晶体中。

5.如权利要求1所述的太赫兹波产生装置，其特征在于，所述泵浦光的波长为800nm或者1030nm，所述倍频光的波长为400nm或者515nm。

6.如权利要求4所述的太赫兹波产生装置，其特征在于，所述探测器包括迈克尔逊干涉仪或者高压宽带探测仪。

7.一种太赫兹波的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用光源模块输出激光脉冲信号；

使用分光模块将所述光源模块输出的激光脉冲信号分成泵浦光和探测光；

使用第一透镜模块将所述泵浦光聚焦；

使用倍频模块将部分所述泵浦光转换成倍频光；

使用群速度补偿器对所述泵浦光和所述倍频光进行群速度补偿；以及

使用双波长半波片使所述倍频光和所述泵浦光的偏振方向保持一致；

使所述泵浦光和所述倍频光经过所述群速度补偿器和所述双波长半波片后，共聚焦而产生太赫兹波。

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