《實時多次取樣的超快太赫茲感測/成像技術研究》是依託深圳大學，由徐世祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：實時多次取樣的超快太赫茲感測/成像技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐世祥
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
太赫茲時間域光譜(THz-TDS)感測/成像技術因其泵浦-探針特性迄今還未涉足實時連續多次成像/感測領域。本項目首次提出發展實時多次取樣的超快太赫茲成像/感測技術。基於約二十年在超快（非線性）光學和太赫茲電光取樣技術方面的研究積累和技術優勢，本項目以發展高調製度、強消背底噪聲能力和寬動態範圍的新型太赫茲電光取樣技術為起點，創造性地利用多色雷射脈衝串作為探針對脈衝間隔相應的太赫茲脈衝串實行平行電光取樣，從而實現對超快事件的實時多次超高時間分辨的太赫茲感測/成像。另外，還將首次利用啁啾脈衝雷射探針實現只需單個脈衝就能完成對超快事件的實時多次超高時間分辨的太赫茲光譜感測。利用THz-TDS能同時檢測光場振幅和相位的特性對超快事件進行實時多次感測/成像，不但可滿足超快相位事物動態演變過程的瞬時成像所需的高靈敏度需求,還可精確獲得事件的太赫茲動態光譜特性，非常前沿且具有重要的科學研究和工程套用價值。
結題摘要
首先成功研製了新型的電光取樣裝置。實驗證實該裝置具有基於 45度光學偏置的電光取樣系統相當的消背底噪聲能力和動態測量範圍，同時與近 0度光學偏置電光取樣系統相當的光學調製度，從而大大提高了測量信噪比。進一步地，還發展出一種太赫茲脈衝的正交平衡單次電光測量技術。該技術無論從光學調製度、可測量的線性範圍以及測量信噪比方面均比同類型傳統測量技術有明顯的提高（2倍以上）。在此基礎上，還發展了二種適合於強太赫茲脈衝信號單次相干測量的新型電光取樣技術：基於啁啾脈衝光譜干涉技術的強太赫茲時域光譜單次探測技術。這兩種測量技術不再受制於傳統的要求太赫茲信號引入相位調製需顯著小於1的限制，而且實驗證明其測量噪聲也顯著小於同類光譜全息干涉測量技術。其次，還利用多色脈衝串為探針實現對多個太赫茲感測脈衝進行平行電光取樣並套用到對超快事件進行多時間點太赫茲成像研究。研究結果發現利用太赫茲波對雷射激發產生電漿成像的不可行性，其原因是受到太赫茲波衍射極限分辨的限制。於是，對雷射激發產生電漿超快事件進行分幅成像方案進行了修正調整，從實際出發，成功對該事件實現了高空間分辨的4幅實時分幅飛秒成像。在現有雷射系統的條件下，實現了超快4幅攝影頻率達5 Tfps的非共線光參量閒頻光成像，成像的時間分辨約35飛秒，空間分辨約29微米。最後，我們還引進二步相移技術實現高穩定大範圍超短光脈衝的時間光譜特性的檢測技術。這為下一步結合光學全息干涉技術，發展出新型適合測量形狀複雜的強太赫茲脈衝信號的相干檢測技術奠定基礎。
