[發明專利]脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置及方法無效

申請號：	201210153568.8	申請日：	2012-05-15
公開（公告）號：	CN102636269A	公開（公告）日：	2012-08-15
發明（設計）人：	譚智勇;曹俊誠;陳鎮	申請（專利權）人：	中國科學院上海微系統與信息技術研究所
主分類號：	G01J5/20	分類號：	G01J5/20
代理公司：	上海光華專利事務所 31219	代理人：	李儀萍
地址：	200050 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	脈沖赫茲輻射源輸出波束測量裝置方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于太赫茲應用技術領域，涉及一種脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置及方法。

背景技術

近年來，隨著新型太赫茲（terahertz，1?THz=10¹²?Hz）輻射源和探測器的出現，THz技術發展迅速，尤其在THz成像與通信領域。然而，在上述領域中，要實現高速通信和快速成像，均需要用到脈沖THz輻射源和探測器。目前產生脈沖THz輻射的器件主要有THz量子級聯激光器（quantum-cascade?laser，THz?QCL）、GaAs發射天線、差頻THz輻射源以及自由電子激光器等；在探測器方面，具有快速響應特性（時間常數在ps量級）的器件主要有THz量子阱探測器（quantum-well?photodetector，THz?QWP）、熱電子測熱輻射計（hot-electron?bolometer，HEB）等。在2-7THz頻段，THz?QWP是最為重要的一種快速探測器，自2004年首次被研制成功以來，其性能獲得了較大的提高，目前器件的電流響應率在0.5A/W左右，工作溫度最高可達25K以上。根據早期對中紅外波段量子阱探測器快速響應特性的研究表明，這種類型的探測器的響應速度在GHz量級，適合于高速通信和快速成像等應用。

眾所周知，脈沖太赫茲輻射源通常具有比連續輻射源更高的功率輸出（峰值功率），尤其是在需要低溫工作環境的太赫茲輻射源中。由于缺乏快速的探測器，目前對THz頻段脈沖輻射功率的測量通常是采用響應速度相對較快（相對于熱探測器）的低溫bolometer或者輻射能量計等，通過探測器接收到的能量以及驅動電源的脈沖寬度，計算得到THz脈沖輻射的峰值功率。對于峰值功率的獲得來說，上述測量方法存在較大誤差。而采用具有快速響應特性的THz?QWP探測器來測量則可以很直觀地獲得脈沖THz輻射的功率，并通過測量不同二維位置點的功率強度很容易地獲得輸出波束的場形分布。脈沖THz輻射波束功率及場形分布的測量可提高脈沖THz輻射源的應用優勢，為開發基于脈沖THz輻射源的應用技術奠定基礎。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置及方法，用于直觀地測量得到脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的二維分布情況。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置及方法。

一種脈沖太赫茲輻射源輸出波束場形的測量裝置，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，用以輻射出脈沖太赫茲輻射；

安裝于一低溫恒溫器中的太赫茲量子阱探測器，用以探測所述脈沖太赫茲輻射，并產生相應的脈沖電流信號；

二維平移臺，用以實現太赫茲量子阱探測器及低溫恒溫器的二維移動；所述低溫恒溫器安裝于二維平移臺上；

信號處理電路，與所述太赫茲量子阱探測器連接，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，與信號處理電路相連，用以顯示放大后的電信號。

優選地，所述脈沖太赫茲輻射源輸出波束的頻率為2.89~6.82THz之間的一個頻段或頻點。

優選地，所述脈沖太赫茲輻射源為脈沖激射型太赫茲量子級聯激光器，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。

優選地，所述低溫恒溫器為最低工作溫度達2.788K的連續流液氦杜瓦。