[發明專利]一種室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統

在審

• 申請號: 201810015136.8
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108254071A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 魯學會;褚君浩;王連衛;敬承斌;彭暉;姜凱
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統，其特征在于，該系統包括：太赫茲源、一組拋物面反射鏡、控制信號線、太赫茲聚焦透鏡、硅基太赫茲檢測器、直流偏置電壓源、低噪聲放大器及鎖相放大器，所述太赫茲源輸出口前方10-20cm處設置太赫茲聚焦透鏡，太赫茲聚焦透鏡前方10-20cm處設置第一拋物反射鏡，在垂直第一拋物反射鏡反射的太赫茲信號傳輸方向上設置第二拋物面反射鏡，第一拋物面反射鏡和第二拋物面反射鏡反射中心間距20-40cm，在第二拋物面反射鏡反射太赫茲波方向距離第二拋物面反射鏡的10-20cm處設置硅基太赫茲檢測器；直流偏置電壓源連接硅基太赫茲檢測器，低噪聲放大器連接硅基太赫茲檢測器的輸出端，控制信號線連接太赫茲源和鎖相放大器，低噪聲放大器輸出端連接鎖相放大器，鎖相放大器直接讀出電壓；其中：太赫茲源輸出口、拋物面反射鏡中心和硅基太赫茲檢測器在同一高度；

所述硅基太赫茲檢測器是以硅基SOI基片作為檢測器的襯底，在襯底上反應離子刻蝕硅探測微橋，所述硅探測微橋兩端連接金薄膜電極。

2.根據權利要求1所述的室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統，其特征在于，所述SOI襯底中底層硅為高阻硅，其電阻率至少為4000 ohm.cm，頂層硅為P型摻雜中阻硅，其電阻率1-20ohm.cm；所述硅探測微橋的厚度為100nm 至200nm；所述金薄膜電極的引線走向與檢測信號的極化方向一致；探測有效面積為3um×100um或5um×100um。

3.根據權利要求1所述的室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統，其特征在于，所述的太赫茲源提供檢測太赫茲信號，輸出信號頻率范圍為0.1 -1THz,輸出信號的功率至少0.05mW。

4.根據權利要求1所述的室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統，其特征在于，所述的控制信號線實現對于太赫茲信號的調制，調制頻率在0.1-10kHz內設置，通過鎖相放大器讀出輸出電壓。

5.根據權利要求1所述的室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統，其特征在于，所述的太赫茲聚焦透鏡實現太赫茲信號的平行輸出，并通過一組拋物面反射鏡實現太赫茲信號能夠平行入射到硅基太赫茲檢測器上。

6.根據權利要求1所述的室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統，其特征在于，所述的低噪聲放大器的噪聲電壓低于4nV/Hz^1/2，實現對檢測信號的低噪聲放大，放大倍數選擇為1000倍。

7.根據權利要求1所述的室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統，其特征在于，所述的鎖相放大器實現對于檢測信號的鎖相，直接讀出輸出電壓。

8.根據權利要求1所述的室溫高靈敏太赫茲直接檢測系統，其特征在于，所述直流偏置電壓源，提供至少5V的直流偏置電壓給硅基太赫茲檢測器。