CN114374135A - 一种基于激光相干合成的太赫兹波产生系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，包括：激光相干合成子系统、焦场探测子系统、太赫兹波发产生子系统以及数控终端子系统；通过设置激光相干合成子系统对多路激光进行放大和光束整形，获得更强大稳定和精确的激光束，以产生更强的太赫兹波源。基于空气法产生太赫兹波源，能够根据需要选择产生太赫兹波的空间位置，并且可以对太赫兹波的指向、偏振、发散角和强度参数进行调控。所述系统基于模块化设计，结构简单，容易维护，能够根据实际需要产生不同种类的特殊光束以及不同强度及分布的太赫兹波。

Description

一种基于激光相干合成的太赫兹波产生系统
技术领域
本发明涉及太赫兹波技术和激光相干合成技术领域，尤其涉及一种基于激光相干合成的太赫兹波产生系统。
背景技术
将超短激光脉冲聚焦在周围空气中直接产生太赫兹波的技术，又称‘空气法’，由于其具备可在远处(几公里远)产生太赫兹波，能够克服太赫兹波在空气中的强吸收，以及产生的太赫兹波峰值功率高，频谱宽等优点，应用前景十分美好，近年来引起了人们的广泛关注。但是，由于这种方式产生太赫兹波的能量利用效率比较低，太赫兹波产生机理并没有完全解释清楚，无法满足人们需求，人们迫切的想找到能够提高太赫兹波的能量转换效率的方法。为此，本领域技术人员进行了很多尝试，通过改变激光的波长，工作介质以及使用双色场、外加偏置电场、磁场等诸多方法以增强太赫兹波的产生效率。此外，使用空间光调制器或相位板改变焦场，从而实现控制太赫兹波产生的方法，由于光束调制器件无法承受大功率，使得系统存在无法拟补的缺陷。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有技术中由于光束调制器无法承受大功率限制所产生的太赫兹波强度的问题。
本发明的技术方案如下：
提供一种基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，包括：激光相干合成子系统、焦场探测子系统、太赫兹波发产生子系统以及数控终端子系统。
激光相干合成子系统包括依次连接的激光器、第一分束器、第一设定数量个相位控制器、光学斩波器、第一设定数量个激光放大器和第一设定数量个激光准直器，每个激光准直器均设置光束位置及定向控制器调节；所述激光器产生激光束，所述激光束由第一分束器分为第一设定数量个子光束，各子光束分别导入相应的相位控制器进行相位调节，通过光学斩波器调制为固定频率后导入相应的激光放大器进行功率放大，再经相应的激光准直器进行准直发射；
焦场探测子系统包括第二分束器、第一聚焦透镜、第一倍频晶体和光束分析仪；各激光准直器导出的子光束通过所述第二分束器分为两路，通过反射得到较弱的第一路光，通过透射得到较强的第二路光；所述第一路光子光束通过所述第一聚焦透镜和所述第一倍频晶体后导入所述光束分析仪用于检测所述第一路光中各子光束的焦面强度分布信息、激光束质量因子、相位信息以及位置指向信息；
太赫兹波发产生子系统包括依次设置的第二聚焦透镜和第二倍频晶体，所述第二聚焦透镜与所述第一聚焦透镜规格相同，所述第二倍频晶体与所述第一倍频晶体规格相同，所述第一聚焦透镜与所述第一倍频晶体的间距等于所述第二聚焦透镜和所述第二倍频晶体的间距；所述第二路光的子光束通过所述第二聚焦透镜和所述第二倍频晶体后电离空气产生太赫兹波；
数控终端子系统至少包括控制器，所述控制器连接各相位控制器、各激光放大器、各光束位置及定向控制器、以及所述光束分析仪，用于根据所述光束分析仪的检测结果对各子光束的相位、功率、位置和方向进行调控，使所述第二路光中各子光束的光强相等、偏振一致。
在一些实施例中，所述系统还包括太赫兹波探测子系统，包括：第一离轴抛物面反射镜、硅片、第二离轴抛物面反射镜、滤波片、以及太赫兹强度及分布探测器；
所述第一离轴抛物面反射镜用于将所述太赫兹波反射并汇聚为一束平行光；
所述硅片用于对所述平行光进行第一次滤波；
所述第二离轴抛物面反射镜用于将所述硅片滤波后的平行光汇聚，通过所述滤波片二次滤波并透射在所述太赫兹强度及分布探测器上进行检测。
在一些实施例中，所述控制器还连接所述太赫兹强度及分布探测器，以根据所述太赫兹强度及分布探测器检测到的太赫兹波强度和分布信息对各子光束的相位、功率、位置和方向进行调控。
在一些实施例中，所述激光器为飞秒脉冲激光种子源。
在一些实施例中，所述飞秒脉冲激光种子源产生脉宽为50fs，脉冲重复率为1KHz，线宽为1GHz的种子光。
在一些实施例中，所述太赫兹强度及分布探测器采用热释电探测器或高莱探测器探测所述太赫兹波的强度信息，采用太赫兹相机或太赫兹波阵列传感器探测所述太赫兹波的分布信息。
在一些实施例中，所述光学斩波器的频率与探测器的采样频率匹配，所述光学斩波器的频率为15～20Hz。
在一些实施例中，所述激光器产生1200～1600nm波长的激光束，相应的，所述第一分束器和所述第二分束器为石英材质。
在一些实施例中，所述数控终端子系统还包括无线通信模块，用于远程访问和控制。
在一些实施例中，所述数控终端子系统还包括显示器模块，用于显示所述光束分析仪和所述太赫兹强度及分布探测器的检测结果。
本发明的有益效果至少是：
本发明所述基于激光相干合成的太赫兹波产生系统中，通过设置激光相干合成子系统对多路激光进行放大和光束整形，获得更强大稳定和精确的激光束，以产生更强的太赫兹波源。基于空气法产生太赫兹波源，能够根据需要选择产生太赫兹波的空间位置，并且可以对太赫兹波的指向、偏振、发散角和强度参数进行调控。所述系统基于模块化设计，结构简单，容易维护，能够根据实际需要产生不同种类的特殊光束以及不同强度及分布的太赫兹波。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例所述基于激光相干合成的太赫兹波产生系统的结构示意图；
图2为本发明另一实施例所述基于激光相干合成的太赫兹波产生系统的结构示意图。
附图标记说明：
10：激光相干合成子系统；11：激光器；12：第一分束器；
13：相位控制器；14：光学斩波器；15：激光放大器；
16：激光准直器；17：光束位置及定向控制器；20：焦场探测子系统；
21：第二分束器；22：第一聚焦透镜；23：第一倍频晶体；
24：光束分析仪；30：太赫兹波发产生子系统；31：第二聚焦透镜；
32：第二倍频晶体；40：数控终端子系统；41：控制器；
50：太赫兹波探测子系统；51：第一离轴抛物面反射镜；52：硅片；
53：第二离轴抛物面反射镜；54：滤波片；55：太赫兹强度及分布探测器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
太赫兹波即频率在0.1～10太赫兹(1太赫兹＝1012赫兹)的电磁波，在电磁波谱中位于微波和红外之间，属于远红外电磁波。飞秒脉冲激光束，即脉冲宽度在几飞秒到几百飞秒之间，具有超短时间特性，能产生较高的峰值功率。具有高脉冲能量的飞秒激光脉冲(脉冲能量大于几百微焦)与气体原子作用，激发出自由离子与电子，产生等离子体。等离子体迅速衰弱，同时产生太赫兹波，这种方式称为“空气法”。
“空气法”中，飞秒脉冲激光束聚焦后的焦场光斑与太赫兹波的焦场特性存在一定的关联性和对应性。特定焦场条件下，产生太赫兹波的强度、分布特性、发散角度或偏振等特性趋于固定。因此，通过复现特定焦场，可以产生特定性质的太赫兹波，即通过焦场调控实现对太赫兹波的调控。
通过将飞秒脉冲激光束在远处聚焦，可在远处(几公里远)产生太赫兹波，能够克服太赫兹波在空气中的强吸收，该方法产生的太赫兹波具有峰值功率高，频谱宽等优点。但是，限于光束调制器件对激光源光束强度承受能力的限制，所产生的太赫兹波强度也存在上限。为了突破硬件对激光源光束强度限制，本发明在产生太赫兹波的过程中，引入激光相干合成技术，以产生更高强度的激光源，激发更强的太赫兹波。同时通过对焦场进行探测，并反馈调控激光相干合成子系统中各子光束的相位、偏振角度、发射方向，进行光束整形，实现大功率太赫兹波的获得。
具体的，本发明提供一种基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，如图1所示，包括：激光相干合成子系统10、焦场探测子系统20、太赫兹波发产生子系统30以及数控终端子系统40。
激光相干合成子系统10包括依次连接的激光器11、第一分束器12、第一设定数量个相位控制器13(即相位调制器)、光学斩波器14、第一设定数量个激光放大器15和第一设定数量个激光准直器16，每个激光准直器16均设置光束位置及定向控制器17调节；激光器11产生激光束，激光束由第一分束器12分为第一设定数量个子光束，各子光束分别导入相应的相位控制器13进行相位调节，通过光学斩波器14调制为固定频率后导入相应的激光放大器15进行功率放大，再经相应的激光准直器16进行准直发射。在一些实施例中，激光器11为飞秒脉冲激光种子源。飞秒脉冲激光种子源产生脉宽为50fs，脉冲重复率为1KHz，线宽为1GHz的种子光。
在本实施例中，激光相干合成子系统10用于生成高功率的激光束作为激发太赫兹波的激光源。相比于传统的一路激光束，本实施例通过对多路激光分别进行功率放大并做相干处理，最终在远处汇聚激发高强度的太赫兹波。具体的，飞秒脉冲激光种子源发射一束种子光，通过第一分束器12分为第一数量个子光束，分别沿各自的路径传输，每条路径上都设置相位控制器13以对个子光束的相位进行调节。光学斩波器14是一种电子控制的风扇式轮叶，在一定转速下，将连续光调制(斩断)成一定频率的周期性断续光，且遮断时间等于透光时间，把恒定光源改成交变的“方波”光源。在本实施例中，光学斩波器14的频率为15～20Hz。光学斩波器14用于调节激光束的频率，使与后续焦场探测子系统20中光束分析仪24的检测频率一致。接下来，斩波后的各子光束分别经过激光放大器15进行功率及光参量放大，再通过各激光准直器16得到准直且水平偏振的高斯光束阵列，并通过光束位置及定向控制器17对激光光束阵列进行阵列排布及光束指向控制，最终完成激光相干合成，实现光束整形及焦场调控。相应，对于光束整形和焦场的调控，主要依据是焦场探测子系统20的检测结果。
焦场探测子系统20包括第二分束器21、第一聚焦透镜22、第一倍频晶体23和光束分析仪24；各激光准直器16导出的子光束通过第二分束器21分为两路，通过反射得到较弱的第一路光，通过透射得到较强的第二路光；第一路光子光束通过第一聚焦透镜22和第一倍频晶体23后导入光束分析仪24用于检测第一路光中各子光束的焦面强度分布信息、激光束质量因子、相位信息以及位置指向信息。
具体的，本实施例中，焦场探测器子系统用于检测形成太赫兹波的各子光束形成的焦场信息。通过第二分束器21分离出强弱两路，弱的用于检测，强的用于生成太赫兹波。需要强调的是，这里设置第二聚焦透镜31与第一聚焦透镜22规格相同，第二倍频晶体32与第一倍频晶体23规格相同，第一聚焦透镜22与第一倍频晶体23的间距等于第二聚焦透镜31和第二倍频晶体32的间距，使得用于检测的第一路光和用于生成太赫兹波的第二路光的焦场信息一致。
太赫兹波发产生子系统30包括依次设置的第二聚焦透镜31和第二倍频晶体32，第二聚焦透镜31与第一聚焦透镜22规格相同，第二倍频晶体32与第一倍频晶体23规格相同，第一聚焦透镜22与第一倍频晶体23的间距等于第二聚焦透镜31和第二倍频晶体32的间距；第二路光的子光束通过第二聚焦透镜31和第二倍频晶体32后电离空气产生太赫兹波。
数控终端子系统40至少包括控制器41，控制器41连接各相位控制器13、各激光放大器15、各光束位置及定向控制器17、以及光束分析仪24，用于根据光束分析仪24的检测结果对各子光束的相位、功率、位置和方向进行调控，使第二路光中各子光束的光强相等、偏振一致、相位差恒定。控制器41可以采用单片机、计算机处理器或其他可以存储和运行程序的电子存储介质。光束位置及定向控制器17可以采用六足并联指向机构，所述六足并联指向机构包括第一平台、第二平台、六个伸缩件，各伸缩件两端分别通过球铰连接第一平台和第二平台；激光准直器16固定在第一平台上。伸缩件为音圈电机或电动推杆。
基于“空气法”，利用飞秒脉冲激光束在远处聚焦激发太赫兹波的过程中，飞秒脉冲激光束的焦场与太赫兹波强度、分布特征、发散角度、偏振、能量在转化率(太赫兹波能力/激光能量)等属性存在对应关系。因此，通过检测激光束的焦场信息，就能够用于指导对激发太赫兹波的激光束进行调节，通过调节各子光束的相位差、光强、偏振角度和位置指向来改变焦场，从而进一步改变太赫兹波的属性。
通过现有数据，建立焦场信息与太赫兹波的强度和分布信息的对应关系数据库，数据库中每个数据条至少包括太赫兹波强度、分布特性、发散角度、偏振和能量转化率等属性信息，以及产生该太赫兹波的飞秒脉冲激光束经太赫兹波生成器聚焦和倍频处理后的焦场信息。该焦场信息与太赫兹波的强度和分布信息的对应关系数据库可以用于指导对焦场调节。根据所需的太赫兹波属性，检索数据库，得到相应的焦场信息，对各子光束的相位差、光强、偏振角度和位置指向进行调整。
在一些实施例中，如图2所示，所述系统还包括太赫兹波探测子系统50，包括：第一离轴抛物面反射镜51、硅片52、第二离轴抛物面反射镜53、滤波片54、以及太赫兹强度及分布探测器55。
第一离轴抛物面反射镜51用于将太赫兹波反射并汇聚为一束平行光。硅片52用于对平行光进行第一次滤波。第二离轴抛物面反射镜53用于将硅片52滤波后的平行光汇聚，通过滤波片54二次滤波并透射在太赫兹强度及分布探测器55上进行检测。在本实施例中，通过太赫兹波探测子系统50采集一部分太赫兹波进行属性检测，在第一离轴抛物面汇聚得到一束平行光后，激光与太赫兹波混合且强度较高，不能直接用于检测，因此首先通过硅片52进行滤波，硅片52为单晶硅片52，能够承受较高强度的光束，尺寸厚度可以根据实际应用场景设置。硅片52滤波之后，进一步通过第二离轴抛物面反射镜53进行汇聚后，经滤波片54再次滤波后，导入太赫兹强度及分布探测器55进行检测。滤波片54可以采用太赫兹滤波片54，太赫兹滤波片54主要分为低通、带通，不同滤波片54的材质不相同，本实施例采用低通滤波片54，可以采用PE(聚乙烯)或PC(聚碳酸酯)材料。
在本实施例中，通过增设太赫兹波探测子系统50，以检测核查所形成的太赫兹波的属性，包括太赫兹波强度、分布特性、发散角度、偏振和能量转化率等。在此基础上，控制器41还连接太赫兹强度及分布探测器55，以根据太赫兹强度及分布探测器55检测到的太赫兹波强度和分布信息对各子光束的相位、功率、位置和方向进行调控。这是结合最终实际形成的太赫兹波的性质进行的调整，保证上实际运行过程中的效果。
在一些实施例中，太赫兹强度及分布探测器55采用热释电探测器或高莱探测器探测太赫兹波的强度信息，采用太赫兹相机或太赫兹波阵列传感器探测太赫兹波的分布信息。
在一些实施例中，激光器11产生1200～1600nm波长的激光束，相应的，第一分束器12和第二分束器21为石英材质。
在一些实施例中，数控终端子系统40还包括无线通信模块，用于远程访问和控制。
在一些实施例中，数控终端子系统40还包括显示器模块，用于显示光束分析仪24和太赫兹强度及分布探测器55的检测结果。
下面结合一具体实施例对本发明进行说明：
本实施例提供一种使用激光相干合成技术产生太赫兹波的系统。该系统对光束指向、相位信息、延时信息、激光功率、激光波长、焦场信息、太赫兹波强度及其分布等信息进行实时监控，实现实时的焦场控制和太赫兹波强度及分布调节。
如图2所示，本实施例所述的使用激光相干合成技术产生太赫兹波的系统包括激光相干合成子系统10、焦场探测子系统20、太赫兹波发产生子系统30，太赫兹波探测子系统50及数控终端子系统40；
激光相干合成子系统10包括依次设置于光路上的激光器11、第一分束器12、第一设定数量个相位控制器13、光学斩波器14、第一设定数量个激光放大器15和第一设定数量个激光准直器16，激光准直器16通过光束位置及定向控制器17调节，飞秒脉冲激光种子源发射一束种子光，利用第一分束器12将光束分成若干束，每束光路上使用一个相位控制器13进行相位调控，随后光束经过光学斩波器14斩波，并通过激光放大器15对激光功率及光参量进行放大，通过激光准直器16得到准直且水平偏振的高斯光束阵列，并通过光束位置及定向控制器17对激光光束阵列进行阵列排布及光束指向控制，最终完成激光相干合成，实现光束整形及焦场调控。
焦场探测子系统20通过第二分束器21从主光路中分出一束弱光，依次经过第一透镜和第一倍频晶体23，并通过光束分析仪24得到焦场信息。为保证探测到的焦场信息与产生太赫兹波的焦场信息一致，系统需要在焦场探测子系统20和太赫兹波发产生子系统30中使用相同的透镜和倍频晶体，并保持透镜与倍频晶体的间距相同。
太赫兹波发产生子系统30包括依次设置于光路上的第二透镜和第二倍频晶体32，单色飞秒脉冲激光光束通过第二透镜和第二倍频晶体32聚焦倍频后，激发空气等离子体诱导产生太赫兹波辐射。
太赫兹波探测子系统50包括第一离轴抛物面反射镜51、硅片52、第二离轴抛物面反射镜53、滤波片54和太赫兹波强度及分布探测器，第一离轴抛物面反射镜51将太赫兹波汇聚形成一束平行光束，该平行光束经过硅片52滤波后投射至第二离轴抛物面反射镜53，之后再经过滤波片54滤波后入射至太赫兹波强度及分布探测器进行强度和分布状态的检测。
数控终端子系统40即通过数据处理终端对对光束指向、相位信息、延时信息、激光功率、激光波长、焦场信息、太赫兹波强度及其分布等信息进行实时的控制和处理，实现激光相干合成子系统10，焦场探测子系统20和太赫兹波探测子系统50的信息互联。
在本实施例中，太赫兹波探测子系统50采用高莱探测器，光学斩波器14的频率为15～20Hz。
在本实施例中，各子光束的相位差恒定不变，偏振方向为水平方向。
在本实施例中，激光波长选用1550nm，第一分束器12，第一聚焦透镜22、第二分束器21和第二聚焦透镜31的材质都是根据实际系统中激光波长，脉宽选取石英材质的相关器件。
在本实施例中，太赫兹波强度及分布探测器分为太赫兹波强度探测器和太赫兹波分布探测器，太赫兹波强度探测器为热释电探测器或高莱探测器，太赫兹波分布探测器为太赫兹相机或太赫兹波阵列传感器。
与传统方法相比，本发明提供了一种通过激光相干合成技术实现焦场控制获得更高的太赫兹波的方法。可实现的技术创新如下：
(1)本实施例实现了通过激光相干合成技术完成太赫兹波的产生，本实施例实现了对强激光光束进行光束整形，从而获得更强的太赫兹波源。
(2)本实施例能够充分发挥“空气法”太赫兹波源的优势，可以根据需要选择产生太赫兹波的空间位置，并且可以对太赫兹波的指向，偏振，发散角，强度等参数进行调控。
(3)本实施例提供的使用激光相干合成技术产生太赫兹波的系统模块化设计、结构简单、容易维护，能够根据实际需要产生不同种类的特殊光束以及不同强度及分布的太赫兹波，弥补了目前高强度太赫兹波产生技术领域的空白，具有较强的科研及实际应用价值。
本领域普通技术人员可以理解：本实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
综上所述，本发明所述基于激光相干合成的太赫兹波产生系统中，通过设置激光相干合成子系统对多路激光进行放大和光束整形，获得更强大稳定和精确的激光束，以产生更强的太赫兹波源。基于空气法产生太赫兹波源，能够根据需要选择产生太赫兹波的空间位置，并且可以对太赫兹波的指向、偏振、发散角和强度参数进行调控。所述系统基于模块化设计，结构简单，容易维护，能够根据实际需要产生不同种类的特殊光束以及不同强度及分布的太赫兹波。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，包括：
激光相干合成子系统，包括依次连接的激光器、第一分束器、第一设定数量个相位控制器、光学斩波器、第一设定数量个激光放大器和第一设定数量个激光准直器，每个激光准直器均设置光束位置及定向控制器调节；所述激光器产生激光束，所述激光束由第一分束器分为第一设定数量个子光束，各子光束分别导入相应的相位控制器进行相位调节，通过光学斩波器调制为固定频率后导入相应的激光放大器进行功率放大，再经相应的激光准直器进行准直发射；
焦场探测子系统，包括第二分束器、第一聚焦透镜、第一倍频晶体和光束分析仪；各激光准直器导出的子光束通过所述第二分束器分为两路，通过反射得到较弱的第一路光，通过透射得到较强的第二路光；所述第一路光子光束通过所述第一聚焦透镜和所述第一倍频晶体后导入所述光束分析仪用于检测所述第一路光中各子光束的焦面强度分布信息、激光束质量因子、相位信息以及位置指向信息；
太赫兹波发产生子系统，包括依次设置的第二聚焦透镜和第二倍频晶体，所述第二聚焦透镜与所述第一聚焦透镜规格相同，所述第二倍频晶体与所述第一倍频晶体规格相同，所述第一聚焦透镜与所述第一倍频晶体的间距等于所述第二聚焦透镜和所述第二倍频晶体的间距；所述第二路光的子光束通过所述第二聚焦透镜和所述第二倍频晶体后电离空气产生太赫兹波；
数控终端子系统，至少包括控制器，所述控制器连接各相位控制器、各激光放大器、各光束位置及定向控制器、以及所述光束分析仪，用于根据所述光束分析仪的检测结果对各子光束的相位、功率、位置和方向进行调控。
2.根据权利要求1所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述系统还包括太赫兹波探测子系统，包括：第一离轴抛物面反射镜、硅片、第二离轴抛物面反射镜、滤波片、以及太赫兹强度及分布探测器；
所述第一离轴抛物面反射镜用于将所述太赫兹波反射并汇聚为一束平行光；
所述硅片用于对所述平行光进行第一次滤波；
所述第二离轴抛物面反射镜用于将所述硅片滤波后的平行光汇聚，通过所述滤波片二次滤波并透射在所述太赫兹强度及分布探测器上进行检测。
3.根据权利要求2所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述控制器还连接所述太赫兹强度及分布探测器，以根据所述太赫兹强度及分布探测器检测到的太赫兹波强度和分布信息对各子光束的相位、功率、位置和方向进行调控。
4.根据权利要求1所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述激光器为飞秒脉冲激光种子源。
5.根据权利要求4所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述飞秒脉冲激光种子源产生脉宽为50fs，脉冲重复率为1KHz，线宽小于10GHz的种子光。
6.根据权利要求2所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述太赫兹强度及分布探测器采用热释电探测器或高莱探测器探测所述太赫兹波的强度信息，采用太赫兹相机或太赫兹波阵列传感器探测所述太赫兹波的分布信息。
7.根据权利要求1所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述光学斩波器的频率与探测器的采样频率匹配，所述光学斩波器的频率为15～20Hz。
8.根据权利要求1所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述激光器产生1200～1600nm波长的激光束，相应的，所述第一分束器和所述第二分束器为石英材质。
9.根据权利要求1所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述数控终端子系统还包括无线通信模块，用于远程访问和控制。
10.根据权利要求1所述的基于激光相干合成的太赫兹波产生系统，其特征在于，所述数控终端子系统还包括显示器模块，用于显示所述光束分析仪和所述太赫兹强度及分布探测器的检测结果。
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