[發(fā)明專利]一種太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910609084.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN110365403B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜河;龔鵬偉;謝文;諶貝;馬紅梅;楊春濤;劉爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京無線電計(jì)量測(cè)試研究所
• 主分類號(hào): H04B10/077
• 分類號(hào): H04B10/077;H04B10/50;H04B10/516
• 代理公司: 北京國(guó)昊天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 馬驥;南霆

1.一種太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，包括：

太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器，用于提供太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)；

共面波導(dǎo)，被測(cè)太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)在其中傳輸時(shí)，信號(hào)電場(chǎng)引起襯底材料折射率的變化，探測(cè)激光經(jīng)襯底輸入到共面波導(dǎo)信號(hào)電極上，經(jīng)電極反射，其偏振態(tài)發(fā)生改變；

參考時(shí)鐘，通過功分器為太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器、重頻可調(diào)飛秒激光器、數(shù)據(jù)采集模塊提供參考信號(hào)；

重頻可調(diào)飛秒激光器，提供飛秒激光，并輸入到飛秒激光選通器輸入端；

飛秒激光選通器，用于對(duì)飛秒激光進(jìn)行選通，將其重復(fù)頻率降低至≤1MHz；

起偏器，將飛秒激光選通器輸出的激光轉(zhuǎn)化為線偏振光，作為探測(cè)激光；

所述探測(cè)激光，經(jīng)共面波導(dǎo)反射后，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

數(shù)據(jù)采集模塊，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行采集，采樣率為100M采樣點(diǎn)/s，獲得波形數(shù)據(jù)；

計(jì)算機(jī)，通過數(shù)據(jù)線控制重頻可調(diào)飛秒激光器與數(shù)據(jù)采集模塊工作，并對(duì)數(shù)據(jù)模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

1/4波片，所述探測(cè)激光經(jīng)共面波導(dǎo)反射后，在s、p偏振方向上引入一個(gè)90°的相位差；

沃拉斯通棱鏡，將1/4波片輸出的飛秒激光的s、p偏振光分離為兩束，輸入到平衡探測(cè)器的兩個(gè)輸入端；

平衡探測(cè)器，將s、p偏振光偏振狀態(tài)的差轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出，該電壓正比于共面波導(dǎo)上探測(cè)光斑位置處信號(hào)電場(chǎng)的強(qiáng)度。

2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，還包括：

第一微波探針，將被測(cè)太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)耦合到共面波導(dǎo)中進(jìn)行傳輸。

3.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，還包括：

第二微波探針，將50Ω負(fù)載與共面波導(dǎo)連接；

50Ω負(fù)載，將傳輸?shù)狡渲械男盘?hào)吸收，防止生成反射信號(hào)。

4.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，還包括：

第一功分器，將參考時(shí)鐘輸出的參考信號(hào)分為兩路，分別輸入到第二功分器及太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器的參考信號(hào)輸入端；

第二功分器，用于將第一功分器輸入的參考信號(hào)分為兩路，分別輸入到重頻可調(diào)飛秒激光器及數(shù)據(jù)采集模塊的參考信號(hào)輸入端。

5.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，

所述太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器輸出的待測(cè)太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)，經(jīng)微波探針耦合到共面波導(dǎo)中進(jìn)行傳輸，并使用異步電光取樣技術(shù)對(duì)所述太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。

6.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，

所述參考時(shí)鐘為小型銣種，其時(shí)基短期穩(wěn)定度優(yōu)于10^-11。

7.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，

重頻可調(diào)飛秒激光器重復(fù)頻率為100MHz；

飛秒激光選通器選通比為100：1。

8.一種太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)測(cè)量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將待測(cè)的太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)，輸入到共面波導(dǎo)中傳輸，信號(hào)的電場(chǎng)引起襯底材料折射率的變化，探測(cè)激光經(jīng)襯底輸入到共面波導(dǎo)信號(hào)電極上，經(jīng)電極反射，其偏振態(tài)發(fā)生改變；

參考時(shí)鐘提供10MHz參考信號(hào)，為太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生過程、重頻可調(diào)飛秒激光產(chǎn)生過程、數(shù)據(jù)采集過程提供參考時(shí)鐘信號(hào)；

對(duì)飛秒激光進(jìn)行選通，將其重復(fù)頻率降低到1MHz或以下，再轉(zhuǎn)化為線偏振光，作為探測(cè)激光經(jīng)共面波導(dǎo)襯底材料入射到共面波導(dǎo)信號(hào)電極上，經(jīng)電極反射后的探測(cè)光分解為s、p偏振方向上并引入90°的相位差，再將s、p偏振光分離后，檢測(cè)s、p偏振光偏振狀態(tài)的差轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。

9.如權(quán)利要求8所述方法，其特征在于，包含以下步驟：

若所述飛秒激光信號(hào)頻率為f1，選通比為n：1，太赫茲寬帶調(diào)制信號(hào)的重復(fù)頻率為f2，數(shù)據(jù)采樣率為fs，則探測(cè)激光與被測(cè)信號(hào)的頻差Δf＝|f1/n-f2|，系統(tǒng)的等效采樣率為fe＝f2×fs/Δf，測(cè)得信號(hào)的周期為1/f2，每個(gè)周期中采樣點(diǎn)數(shù)N＝fs/Δf。