基于自适应镜的太赫兹波频谱调制

【摘要】：频谱可调制的太赫兹脉冲能够满足不同领域对太赫兹波频谱方面的要求,因此太赫兹波频谱调制技术具有非常重要的意义。本文利用微薄膜变形镜(MMDM)对飞秒激光脉冲的波前相位进行控制,将调控后的飞秒激光脉冲利用光致电离的方式泵浦产生了频谱可调制的太赫兹波。通过对飞秒激光脉冲的波前相位控制,获得了各种频谱不同的太赫兹波。本文的工作主要包括以下几个方面： 1.研究了飞秒激光波前相位的重建方法。实验搭建一个马赫-曾德干涉光路采集干涉条纹,MMDM对物光光路上的飞秒激光波前相位进行控制,通过由干涉条纹分析法,菲涅尔衍射法与相位解包络算法组成的一套波前相位重建方法,得到物光扰动的相位信息。利用MMDM的两个自身性质,通过泽尼克多项式算法验证了该干涉重建方法的正确性,这为以后飞秒激光波前相位重建提供了方便有效的解决途径。 2.研究了飞秒激光的波前相位控制实现对等离子体细丝的调制情况。利用MMDM对飞秒激光进行波前相位控制,经过透镜聚焦电离空气诱导等离子体细丝的变化并利用CCD观测。实验在成丝的位置、细丝的强度以及细丝的长度三个方面对细丝进行了调制。通过波前相位干涉重建方法还原出被扰动的飞秒激光的波前相位,利用菲涅尔衍射法计算被扰动的激光波前通过透镜传播到焦点的场分布,利用模拟得出的焦距的变化,焦点的强度大小的改变以及焦深的变化,结合空间动态补偿模型对实验中等离子体细丝的调制结果进行了理论分析。 3.借助于诱导等离子体细丝的变化研究了飞秒脉冲波前相位控制对太赫兹频谱的影响。实验搭建一套太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)探测太赫兹时域信号,把MMDM放入到泵浦路中对飞秒激光进行波前相位控制,通过改变等离子体细丝的分布实现对太赫兹频谱的调制,发现对太赫兹频谱的调制主要体现在两个方面,首先,频谱的强度大小发生改变,其次,频谱的峰位发生移动。本文从等离子体细丝的长度,细丝的强度以及细丝的位置这三个因素对太赫兹频谱调制的实验结果进行了理论分析。