[發(fā)明專利]脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210153568.8
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102636269A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚智勇;曹俊誠;陳鎮(zhèn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: G01J5/20
• 分類號: G01J5/20
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于，所述脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置至少包括：

脈沖太赫茲輻射源（A1），用以輻射出脈沖太赫茲輻射（A2）；

安裝于一低溫恒溫器（B1）中的太赫茲量子阱探測器（B2），用以探測所述脈沖太赫茲輻射（A2），并產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖電流信號；

二維平移臺（B3），用以實現(xiàn)太赫茲量子阱探測器（B2）及低溫恒溫器（B1）的二維移動；所述低溫恒溫器（B1）安裝于二維平移臺（B3）上；

信號處理電路（B4），與所述太赫茲量子阱探測器（B2）連接，用以將所述脈沖電流信號提取為脈沖電壓信號，并進行放大，輸出電信號；

示波器（B5），與信號處理電路（B4）相連，用以顯示放大后的電信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述脈沖太赫茲輻射源（A1）輸出波束的頻率為2.89~6.82THz之間的一個頻段或頻點。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述脈沖太赫茲輻射源（A1）為脈沖激射型太赫茲量子級聯(lián)激光器，其輸出太赫茲輻射的頻率為3.9THz，輸出脈沖寬度為5μs，器件工作偏壓為13.5V，工作溫度為10K。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述低溫恒溫器（B1）為最低工作溫度達2.788K的連續(xù)流液氦杜瓦。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述太赫茲量子阱探測器（B2）為低維半導(dǎo)體光電探測器，其峰值探測頻率為3.22THz，其可探測頻段為2.89~6.82THz，其有源區(qū)為通過在半絕緣GaAs襯底上交替生長GaAs層和AlGaAs層的方式形成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述太赫茲量子阱探測器（B2）的尺寸為0.8×0.8mm²，器件工作溫度為4.087K，外加偏壓為30.5mV，其在3.9THz頻率處的響應(yīng)幅度為峰值響應(yīng)幅度的75%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述二維平移臺（B3）為手動和電驅(qū)動兩用二維平移臺。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述信號處理電路（B4）為兩級放大、放大倍數(shù)為1500倍且電路帶寬為1MHz的基于PCB開發(fā)板技術(shù)的數(shù)字電路。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述示波器（B5）為數(shù)字示波器。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，其特征在于：所述太赫茲量子阱探測器（B2）設(shè)置于距脈沖太赫茲輻射源（A1）波束輸出端面預(yù)設(shè)的距離范圍內(nèi)。

11.一種利用權(quán)利要求1所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置實現(xiàn)的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量方法，其特征在于，所述測量方法包括以下步驟：

S1，脈沖太赫茲輻射源（A1）輻射出脈沖太赫茲輻射（A2）；

S2，安裝于一低溫恒溫器（B1）中的太赫茲量子阱探測器（B2）探測所述脈沖太赫茲輻射（A2），并產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖電流信號；

S3，所述低溫恒溫器（B1）安裝于二維平移臺（B3）上；所述二維平移臺（B3）實現(xiàn)太赫茲量子阱探測器（B2）及低溫恒溫器（B1）的二維移動；

S4，與所述太赫茲量子阱探測器（B2）連接的信號處理電路（B4）將所述脈沖電流信號提取為脈沖電壓信號，并進行放大，輸出電壓信號；

S5，與信號處理電路（B4）相連的示波器（B5）顯示放大后的電壓信號；

S6，通過移動二維平移臺（B3）獲得不同二維位置點處脈沖太赫茲輻射（A2）強度所對應(yīng)的電壓信號，通過分析不同二維位置點處的電壓信號以及太赫茲量子阱探測器（B2）與脈沖太赫茲輻射源（A1）出射端面的距離，獲得脈沖太赫茲輻射源（A1）輸出波束場形的二維強度分布圖。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量方法，其特征在于，在所述步驟S1前還包括預(yù)設(shè)步驟S0：將內(nèi)置有太赫茲量子阱探測器（B2）的低溫恒溫器（B1）安裝于二維平移臺（B3）上，并根據(jù)對脈沖太赫茲輻射源（A1）的輸出波束特性，將所述太赫茲量子阱探測器（B2）、低溫恒溫器（B1）和二維平移臺（B3）放置于距脈沖太赫茲輻射源（A1）波束輸出端面一定距離的范圍內(nèi)。