[實用新型]太赫茲波內調制裝置

有效

• 申請號: 201821047409.9
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN208705630U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 徐德剛;閆超;王與燁;唐隆煌;賀奕焮;李長昭;孫忠誠;鐘凱;姚建銓
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/01
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李坤

一種太赫茲波內調制裝置，包括：激光源，用于產生激光；光調制單元，用于將激光源輸入的激光轉化為時域調制光和基頻光的組合光；光學非線性增益單元，用于將光調制單元所輸入的組合光中的基頻光轉換為太赫茲波，同時此非線性頻率變換過程受到組合光中的時域調制光的調制；以及太赫茲探測器，對光學非線性增益單元所輸出的太赫茲波進行測量，能夠在太赫茲波輻射源的內部實現對太赫茲波信號在時間域的調制，以緩解現有技術中太赫茲波信號調制損耗較大，調制速率較低，調制效率較差等問題。

技術領域

本實用新型涉及非線性光學頻率變換領域，特別是涉及一種基于光泵浦的太赫茲波內調制裝置。

背景技術

太赫茲(Terahertz，簡稱THz，1THz＝10¹²Hz)波段是指頻率從100GHz到10THz，相應的波長從3毫米到30微米，介于毫米波與紅外光之間頻譜范圍相當寬的電磁波譜區域。由于該頻段是宏觀電子學向微觀光子學過渡的頻段，具有很多獨特的性質。太赫茲波技術在生命科學、材料科學、固體物理、分子分析、大氣探索、化學氣體追蹤、材料測試、食品檢測等國民和國防安全等領域具有廣泛的應用前景和價值。

作為太赫茲波應用的重要組成部分，太赫茲波調制裝置也逐漸成為了研究熱點，研究一般集中于幾大類：一類是基于光子晶體的太赫茲波調制裝置(例如中國專利CN103885267A、CN104965319A、CN104932119A、CN102062986A、CN102062987A、CN101881918A、CN101881919A、CN100424550C以及CN101546047A等)，一般利用光子晶體的光子禁帶邊緣實現太赫茲波的調制，但通常其調制指標并不理想，調制損耗過大，調制速率也不夠快；另一類是基于人工復合超材料的太赫茲波調制裝置(例如H.T.Chen，etal.Active terahertz metamaterial device.Nature，2006，44：597-600、中國專利CN107479215A、CN105301804A、CN104570406A、CN107065058A、CN104166249A等)，一般利用超材料結構的奇異特性結合電控或者光控實現太赫茲波的調制，但超材料的光電性能限制了這類調制器件的的調制效率以及調制速率；另一類是基于電光折射率調制的太赫茲波調制裝置(例如中國專利CN105607297A、CN105607298A等)，一般利用材料電光特性對太赫茲波進行調制，存在調制損耗較大和調制速率較慢的缺點；還有一類是基于光控諧振腔與太赫茲波導相耦合實現太赫茲波調制的裝置(例如中國專利CN105449494A、CN101546048等)，一般基于激光控制諧振腔損耗，進而影響諧振腔與太赫茲波導的耦合效率，實現太赫茲波的調制，但通常其在實際應用中太赫茲波導損耗過大，諧振腔耦合能力不足，可調制的帶寬也不夠寬泛；最后一類是基于二氧化釩這種相變材料的太赫茲波調制裝置(例如中國專利CN102081274A等)，一般利用此類晶體相變時發生的光、電等物理性質的急劇變化實現太赫茲波的調制，但同樣存在調制效率不高以及調制損耗過大的問題。

綜合來說，以上幾類調制裝置都屬于在太赫茲波輻射源之外運轉的外部調制系統，其普遍存在的調制損耗較大，調制效率較低、調制速率較慢以及調制帶寬不足的問題都成為了在太赫茲波實際應用中的限制條件，不利于太赫茲波技術的廣泛應用及發展。因此尋找一種可以實現太赫茲波輻射源高效、高速內調制的新技術，將成為太赫茲波技術在生命科學、材料科學、分子分析等領域的廣泛應用的重要推動力。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型提供了一種太赫茲波內調制裝置，能夠在太赫茲波輻射源的內部實現對太赫茲波信號在時間域的調制，以緩解現有技術中太赫茲波信號調制損耗較大，調制速率較低，調制效率較差等問題。

(二)技術方案