[發明專利]探測芯片與太赫茲波導的集成組件

在審

• 申請號: 201611157953.4
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108225555A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 秦華;李想;孫建東
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/04;G01J11/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本發明公開了一種探測芯片與太赫茲波導的集成組件，包括太赫茲波導和探測芯片，其中，所述探測芯片集成在所述太赫茲波導上。本發明通過將太赫茲探測芯片與太赫茲波導集成為一集成組件，利用具有喇叭狀空心結構的波導收集部將入射太赫茲波毫米級大小的光斑匯聚到百微米量級，使得大部分的入射太赫茲波能夠進入到波導傳輸部的內部進行傳輸，增強了入射太赫茲波的有效利用率，從而實現太赫茲探測芯片對太赫茲波的高靈敏度的直接探測以及外差探測。

技術領域

本發明屬于太赫茲技術領域，具體地講，涉及一種探測芯片與太赫茲波導的集成組件。

背景技術

太赫茲波通常指的是波長在30μm-3mm(0.1THz-10THz)區間的電磁波，位于微波和紅外光之間，是二十一世紀最具發展前景的科學領域之一。太赫茲波的眾多特性使其在各個技術領域都有廣泛的應用前景，例如環境檢測、空間成像、安全檢測、超快計算等。要實現以上的眾多應用離不開太赫茲波探測器的發展。場效應太赫茲波探測器是一種新興發展起來的探測器，可在室溫工作，而且結構簡便、易于加工制備與集成。目前微納加工工藝技術的發展已經可以實現微米量級的太赫茲探測器的制備，但是太赫茲波的入射光斑遠遠大于探測器的尺寸，這就使得很大一部分的入射波得不到利用，損耗嚴重，很大地限制了太赫茲的發展應用。在入射波光斑尺寸和探測器尺寸兩者之間尋求一種途徑使其匹配是一個值得研究的問題。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種能夠實現太赫茲探測器對太赫茲波的高靈敏度的直接探測以及外差探測的探測芯片與太赫茲波導的集成組件。

本發明提供了一種探測芯片與太赫茲波導的集成組件，包括太赫茲波導和至少一個探測芯片，其中，所述至少一個探測芯片集成在所述太赫茲波導上。

進一步地，所述太赫茲波導包括具有空心結構的波導收集部以及具有空心結構的波導傳輸部，所述波導收集部用于匯集太赫茲波。

進一步地，所述波導收集部的空心結構的開口面積大于所述波導傳輸部的空心結構的開口面積。

進一步地，所述波導收集部的空心結構呈喇叭形或圓柱形或棱柱形；和/或所述波導傳輸部的空心結構呈圓柱形或棱柱形。

進一步地，所述探測芯片集成在所述波導傳輸部的輸出端口處。

進一步地，所述太赫茲波導還包括形成在所述波導傳輸部遠離所述波導收集部的一端的波導延展補償部，所述探測芯片集成在所述波導傳輸部的空心結構內且鄰近于波導延展補償部、或所述探測芯片集成在所述波導延展補償部且鄰近于波導傳輸部。

進一步地，所述波導延展補償部靠近所述波導傳輸部的一端為空心結構且遠離所述波導傳輸部的一端為實心結構。

進一步地，所述探測芯片與太赫茲波的傳輸方向垂直，所述探測芯片包括至少一個太赫茲探測器以及集成在所述太赫茲探測器上的至少一個太赫茲天線；其中，所述太赫茲探測器的靈敏偏振方向與所述太赫茲波導傳輸部中的太赫茲波方向相同。

進一步地，所述探測芯片與太赫茲波的傳輸方向平行，所述探測芯片包括至少一個太赫茲探針以及集成在所述太赫茲探針上的至少一個太赫茲天線。

進一步地，所述太赫茲波導為實心結構，所述探測芯片內嵌或浸沒在所述太赫茲波導中，或所述探測芯片直接集成在所述太赫茲波導的輸出端面處。

本發明的有益效果：本發明通過將太赫茲探測芯片與太赫茲波導集成為一集成組件，利用具有喇叭狀空心結構的波導收集部將入射太赫茲波毫米級大小的光斑匯聚到百微米量級，使得大部分的入射太赫茲波能夠進入到波導傳輸部的內部進行傳輸，增強了入射太赫茲波的有效利用率，從而實現太赫茲探測芯片對太赫茲波的高靈敏度的直接探測以及外差探測。

附圖說明