[發明專利]一種便攜式太赫茲被動式彩色照相機

有效

• 申請號: 201310073496.0
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN104038707B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 呂昕;牟進超;郭大路;馬朝輝;郝海東;盧宏達;朱思衡;劉埇;司黎明;孫鈺;王志明
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04N5/30
• 分類號: H04N5/30;H01Q19/06;H01Q21/00
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司11396
• 代理人: 龔海軍

1.一種太赫茲多波束準光混頻器，包括N1×N2個像素，太赫茲多波束準光混頻器將收到的太赫茲射頻信號和太赫茲本振信號進行混頻，產生N1×N2路混頻輸出信號，N1、N2為≥1的自然數，每一路混頻輸出信號對應一個像素，每一路混頻輸出信號稱為每一像素混頻輸出信號；

其中，太赫茲多波束準光混頻器包括高阻介質透鏡和混頻天線芯片，混頻天線芯片包括相同結構的N1×N2個混頻天線，排列成N1行，N2列；高阻介質透鏡采用復眼透鏡，復眼透鏡包括小透鏡陣列和擴展底座，小透鏡陣列位于擴展底座上，小透鏡通過擴展底座與混頻天線實現信號間的傳輸；小透鏡陣列包括N1×N2個小透鏡，小透鏡與混頻天線一一對應，小透鏡的中心與其對應的混頻天線的中心位于同一軸線上，一個像素包括一個混頻天線和一個小透鏡；混頻天線芯片的襯底材料緊貼高阻介質透鏡的擴展底座，高阻介質透鏡的相對介電常數εr＝(1±0.1)×εr1，εr1為混頻天線芯片襯底的相對介電常數，高阻介質透鏡的形式為半球透鏡、橢球透鏡、超半球透鏡、擴展半球透鏡之一。

2.如權利要求1所述的太赫茲多波束準光混頻器，其特征在于：混頻天線芯片包含相同結構豎直方向的N1×N2個混頻天線，排列成N1行，N2列，各混頻天線中心線行間距和列間距均為d，相鄰兩行向左或向右錯開d/2間距，其中，d＝1.22λF/M，λ為太赫茲射頻信號的波長，F為太赫茲多波束準光混頻器的焦距與高阻介質透鏡口徑的比值，M為采樣次數，采樣次數M≥2。

3.如權利要求1所述的太赫茲多波束準光混頻器，其特征在于：混頻天線包括片上天線和反向平行二極管對，反向平行二極管對置于片上天線的饋電端口，反向平行二極管對由反向平行并聯的第一肖特基二極管和第二肖特基二極管組成，其中，第一肖特基二極管的陽極與第二肖特基二極管的陰極連接，第一肖特基二極管的陰極與第二肖特基二極管的陽極連接。

4.如權利要求3所述的太赫茲多波束準光混頻器，其特征在于：混頻天線芯片的外延材料采用三層結構，自底向上依次為半絕緣GaAs層、N+層GaAs和N-層GaAs，其中，N+層GaAs和N-層GaAs均為在GaAs中摻雜Si形成。

5.如權利要求4所述的太赫茲多波束準光混頻器，其特征在于：第一肖特基二極管包括第一肖特基接觸和第一歐姆接觸；第二肖特基二極管包括第二肖特基接觸和第二歐姆接觸；

半絕緣GaAs層上具有兩塊N+層，兩塊N+層之間形成溝道，兩塊N+層上均分別覆蓋一層歐姆接觸金屬，分別為右側的第一歐姆接觸金屬和左側的第二歐姆接觸金屬；第一歐姆接觸金屬靠近溝道的一邊有第一大半圓豁口，第一大半圓豁口內留有第一N-層，第一N-層形成在N+層上，在第一N-層上形成第一肖特基金屬，第二歐姆接觸金屬靠近溝道的一邊有第二大半圓豁口，第二大半圓豁口內留有第二N-層，第二N-層形成在N+層上，在第二N-層上形成第二肖特基金屬，第一肖特基金屬不與第一歐姆接觸金屬連通，第二肖特基金屬不與第二歐姆接觸金屬連通；第一肖特基金屬與第一N-層接觸后形成右側的第一肖特基接觸，第二肖特基金屬與第二N-層接觸后形成左側的第二肖特基接觸，所述歐姆接觸金屬通過合金工藝與其下的N+層分別形成右側的第一歐姆接觸和左側的第二歐姆接觸；

第一電橋連接第一肖特基接觸金屬和第二歐姆接觸金屬，第二電橋連接第二肖特基接觸金屬和第一歐姆接觸金屬，實現第一肖特基二極管的陽極與第二肖特基二極管的陰極連接以及第二肖特基二極管的陽極與第一肖特基二極管的陰極連接。

6.如權利要求5所述的太赫茲多波束準光混頻器，其特征在于：第一肖特基接觸與第二肖特基接觸是通過在N-層GaAs上依次生長Ti、Pt、Au形成，第一歐姆接觸和第二歐姆接觸是通過在N+層GaAs上依次生長Au、Ge、Ni、Au并經過高溫快速退火形成。

7.如權利要求5所述的太赫茲多波束準光混頻器，其特征在于：

片上天線包括片上天線第一電極、片上天線第二電極、第一天線橋和第二天線橋，材料為Au；

片上天線第一電極和片上天線第二電極均位于半絕緣GaAs層上，片上天線第一電極通過第一天線橋與第一歐姆接觸金屬連接；片上天線第二電極通過第二天線橋與第二歐姆接觸金屬連接。