[發明專利]一種太赫茲移頻器

在審

• 申請號: 202010460023.6
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111478154A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 翟召輝;朱禮國;杜良輝;彭其先
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: H01S1/00
• 分類號: H01S1/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 蔣姍

本申請涉及一種太赫茲移頻器，屬于太赫茲技術領域。該太赫茲移頻器包括：太赫茲發射源、動態光柵器、分束器以及激光設備；太赫茲發射源用于發射頻率為第一頻率的太赫茲波；分束器用于將部分太赫茲波反射到動態光柵器上；激光設備用于產生具有頻率差的兩束激光且這兩束激光呈一定夾角照射到動態光柵器的上并發生干涉，形成激光干涉條紋；動態光柵器還用于在受到兩束激光的照射后，產生與激光干涉條紋同步運動的光生載流子，照射到動態光柵器上的太赫茲波受光生載流子的調制而發生衍射，輸出頻率為第二頻率的太赫茲波。本申請利用動態光柵衍射技術，使太赫茲波在動態光柵器上發生衍射，使得只需要一套太赫茲發射源，即可使太赫茲波產生頻率偏移。

技術領域

本申請屬于太赫茲技術領域，具體涉及一種太赫茲移頻器。

背景技術

太赫茲波(THz波)是振蕩頻率在0.1THz-10THz量級的電磁波。太赫茲波具有對非極性材料穿透性好、載頻高、不易引起電離破壞等特點，在軍事、公共安全、高速通信、生物研究等領域具有巨大應用潛力。太赫茲波技術近年來發展迅速，由于太赫茲波具有對非極性材料穿透性好的特點和優勢，研究基于太赫茲波的多普勒干涉測速技術，在材料加載下的動態響應具有重要應用價值。

目前在太赫茲波干涉領域，比較常用的方法是基于電子學技術的太赫茲倍頻源的發射與非零中頻干涉接收，其中必須使用二套倍頻放大鏈路，其中一套用于產生并發射太赫茲波，另一套用于產生另一頻率的太赫茲波，并通過混頻器或者檢波器實現非零中頻干涉檢測，其系統示意圖，如圖1所示。由于該方法用于太赫茲發射源和探測的兩個倍頻放大鏈路通過頻率為10MHz或者100MHz的晶振進行相位鎖定，兩路太赫茲波的相位穩定度較差，從而使得干涉信號噪聲較大，最終使得探測目標運動信息精度較差，并且該方法采用兩套倍頻放大鏈路，研制成本較高。

發明內容

鑒于此，本申請實施例在于提供一種太赫茲移頻器，以改善現有太赫茲干涉需要采用兩套倍頻放大鏈路才能實現，導致兩路太赫茲波的相位穩定度較差，從而使得干涉信號噪聲較大，以及成本較高的問題。

本申請的實施例是這樣實現的：

本申請實施例提供了一種太赫茲移頻器，包括：太赫茲發射源、動態光柵器、分束器以及激光設備；太赫茲發射源，用于發射指定功率、振蕩頻率為第一頻率的太赫茲波；分束器設置于所述太赫茲發射源的光路上，用于將一部分所述太赫茲波反射到所述動態光柵器的第一表面上；激光設備，用于產生具有頻率差的兩束激光，且這兩束激光呈一定夾角照射到所述動態光柵器的第二表面上并發生干涉，形成激光干涉條紋，其中，所述第一表面與所述第二表面為相對面；所述動態光柵器還用于在受到所述兩束激光的照射后，產生與所述激光干涉條紋同步運動的光生載流子，照射到所述動態光柵器上的太赫茲波受所述光生載流子的調制而發生衍射，輸出振蕩頻率為第二頻率的太赫茲波，其中，所述第二頻率與所述第一頻率不同。本申請實施例中，利用動態光柵衍射技術，使太赫茲波在動態光柵器上發生衍射，使從光柵衍射的太赫茲波的頻率發生一定的變化，從而使得只需要使用一套太赫茲發射源，即可使太赫茲波產生一定的頻率偏移，節約了成本，同時，由于用于太赫茲發射源(頻率為第一頻率的太赫茲波)和探測(頻率為第二頻率的太赫茲波)的兩路太赫茲波均來自于同一個發射源，因此，這兩路太赫茲波的相位穩定度很高，從而可以降低干涉信號的噪聲。

在一種可能的實施方式中，所述激光設備包括：激光器、調頻激光器；激光器，用于產生一定頻率的第一激光，并以第一入射角照射到所述動態光柵器的第二表面上；調頻激光器，用于產生與所述第一激光不同頻率的第二激光，并以第二入射角照射到所述動態光柵器的第二表面上，且與所述第一激光發生干涉，形成所述激光干涉條紋。本申請實施例中，直接利用兩個相互獨立的激光器來產生具有頻率差的兩束激光，使得可以快速獲得所需的激光。