1.一种用于多铁性材料微结构表征的太赫兹时域光谱系统,包括飞秒激光器(1)、太赫兹发射器(2)和太赫兹探测器(3),其特征在于:所述飞秒激光器(1)发射出飞秒激光脉冲,且在飞秒激光脉冲的传播路线上设置有分光镜(4),所述分光镜(4)将飞秒激光脉冲分成泵浦光路和探测光路,且在泵浦光路和探测光路的传播路线上均设有反射板(5),泵浦光路经反射板(5)反射后进入太赫兹发射器(2)中产生太赫兹波,且在太赫兹波的传播路线上依次设有前置THz太赫兹线偏振器(6)、超导磁体(7)和后置THz太赫兹线偏振器(8),所述超导磁体(7)的样品架上放置有待测样品(9),所述待测样品(9)安装在超导磁体(7)的中心位置处,探测光路经反射板(5)反射后依次穿过第一半波片(10)、偏振晶体(11)、第一透镜(12)和后置THz太赫兹线偏振器(8)后进入太赫兹探测器(3);所述所述飞秒激光器(1)发射出飞秒激光脉冲的波长为800 nm,脉宽为50 fs;
所述超导磁体(7)外侧开设有四个光学窗口,分别为平行于磁场方向的两个水平光学窗口(71)和垂直于磁场方向的两个垂直光学窗口(72);位于垂直光学窗口(72)的外侧对称设有反射板(5);所述后置THz太赫兹线偏振器(8)包括安装在太赫兹波传递路线上的第三WGP(81)、第四WGP(82)和对称分布在第三WGP(81)、第四WGP(82)上下两侧的后置镀金抛物面镜(83),进入前置THz太赫兹线偏振器(6)中的太赫兹脉冲在经过位于上侧的后置镀金抛物面镜(83)反射后,依次穿过第三WGP(81)和第四WGP(82);所述太赫兹探测器(3)以自由空间电光检测方式对电场分量Ex和Ey进行电光采样。
2.根据权利要求1所述的一种用于多铁性材料微结构表征的太赫兹时域光谱系统,其特征在于:所述太赫兹发射器(2)包括光栅(21)、第二透镜(22)、第二半波片(23)和LiNbO3晶体(24),泵浦光路进入太赫兹发射器(2)后,依次穿过光栅(21)、第二透镜(22)和第二半波片(23),并在LiNbO3晶体(24)上成像,激发产生太赫兹脉冲。
3.根据权利要求1所述的一种用于多铁性材料微结构表征的太赫兹时域光谱系统,其特征在于:所述太赫兹探测器(3)包括ZnTe晶体(31)、λ/4波片(32)、第三半波片(33)和锁相放大器(34)。
4.根据权利要求1所述的一种用于多铁性材料微结构表征的太赫兹时域光谱系统,其特征在于:所述前置THz太赫兹线偏振器(6)包括安装在太赫兹波传递路线上可独立转动的第一WGP(61)、第二WGP(62)和对称分布在第一WGP(61)、第二WGP(62)上下两侧的前置镀金抛物面镜(63)。
5.根据权利要求1所述的一种用于多铁性材料微结构表征的太赫兹时域光谱系统,其特征在于:所述超导磁体(7)的磁场强度调节范围为0‑9T,温度调节范围为4‑300K。
6.根据权利要求1‑5任意一项所述的一种用于多铁性材料微结构表征的太赫兹时域光谱系统,其特征在于:该装置的使用步骤如下:
步骤一,飞秒激光器(1)发射出飞秒激光脉冲,飞秒激光脉冲在经过分光镜(4)后被分成泵浦光路和探测光路,泵浦光路经反射板(5)反射后进入太赫兹发射器(2)中,经过光栅(21)波前倾斜后,依次穿过光栅(21)、第二透镜(22)和第二半波片(23),并在LiNbO3晶体(24)上成像,激发产生能量大于1.5微焦,频谱在0.1‑2.0THz范围内的太赫兹脉冲;
步骤二,太赫兹脉冲经过位于前置THz太赫兹线偏振器(6)上侧的前置镀金抛物面镜(63)反射后,依次穿过可独立转动的第一WGP(61)和第二WGP(62),并经过位于前置THz太赫兹线偏振器(6)下侧的前置镀金抛物面镜(63)反射,反射后的太赫兹脉冲由超导磁体(7)的水平光学窗口(71)照射在安装于超导磁体(7)中部样品架上的待测样品(9)处,太赫兹脉冲穿透待测样品(9),经过位于后置THz太赫兹线偏振器(8)上侧的后置镀金抛物面镜(83)反射后,穿过呈正45度分布配置的第三WGP(81),再经过第四WGP(82)和位于后置THz太赫兹线偏振器(8)下侧的后置镀金抛物面镜(83)反射后到达太赫兹探测器(3)处,得到一种配置下的太赫兹分量Ex;
步骤三,调节第三WGP(81)的配置状态,使太赫兹脉冲经过位于后置THz太赫兹线偏振器(8)上侧的后置镀金抛物面镜(83)反射后,穿过呈负45度分布配置的第三WGP(81),再经过第四WGP(82)和位于后置THz太赫兹线偏振器(8)下侧的后置镀金抛物面镜(83)反射后到达太赫兹探测器(3)处,得到一种配置下的太赫兹分量Ey;
步骤四,探测光路经反射板(5)反射后依次穿过第一半波片(10)、偏振晶体(11)、第一透镜(12)和后置THz太赫兹线偏振器(8)后进入太赫兹探测器(3),进入太赫兹探测器(3)的太赫兹脉冲和探测光路通过ZnTe非线性光学晶体,以自由空间电光检测方式对电场分量Ex和Ey进行电光采样,并通过锁相放大器(34)分离出频率信号,以获取光谱信息。