基于磁杆直线电机的光学延迟线研究

茆亚洲，邱 亮

（上海理工大学 光学信息与计算机工程学院，上海 200093）

引 言

太赫兹时域光谱技术是20世纪末发展起来的一种新型光谱技术[1]，在生物医药检测、国防反恐安检等诸多领域具有较大的潜在应用价值。其基本原理是利用同一台激光器产生两束激光，一束进入发射天线辐射出太赫兹波，透过样品，另一束激光经过光学延迟[2]装置进入探测天线，从而得到经过样品的太赫兹波时域信号，之后进行频谱变换即可获得太赫兹光谱的幅值和相位信息[3]。其中，为了满足对太赫兹时域脉冲的实时测量，通常采用等效时间采样的方法[1]，而要实现等效时间采样，必须解决三个技术问题：一是待测信号具有周期重复性；二是具有超短采样信号；三是具有对于待测信号能够发生相对位移或相移[4]的探测信号。其中前两者完美契合太赫兹波的探测需求，不需考虑，而第三个要求通常使用光学延迟线的移动来调整太赫兹脉冲与探测脉冲的相对延迟[5]。

就目前市面上的光学延迟线，最常用的有美国Moticont公司的音圈电机和美国高光科技的系列光学延迟装置等。其中音圈电机因其只能提供大约300 ps的延迟范围，并且光学延迟分辨率仅有约1.3 fs，应用受到诸多限制[6]。

而美国高光科技的系列延迟线，本文以最新款MDL002型为例进行说明，该装置采用德国 FAULHABER（冯哈伯）的微型直流电机1524T012S，通过螺纹间距为0.301 2 mm的丝杆构建动力传动系统，以达到角锥棱镜[7]在空间精确反复运动的目的。……