[發明專利]一種基于光學倍頻的光纖耦合太赫茲光電導天線發射器

在審

• 申請號: 201910751946.4
• 申請日: 2019-08-15
• 公開（公告）號: CN110350385A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 朱新勇;鐘森城;劉永利;朱禮國;李江;李澤仁;劉喬
• 申請（專利權）人: 青島青源峰達太赫茲科技有限公司
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 張世功

1.一種基于光學倍頻的光纖耦合太赫茲光電導天線發射器，其特征在于其主體結構包括有：光纖準直模塊、聚焦透鏡，倍頻模塊、光電導天線以及外殼；

光纖準直模塊設置于聚焦透鏡的左側，用以將在光纖中傳輸的脈沖光平行導出；聚焦透鏡設置于光纖準直模塊的右側，間距為0～10mm；聚焦透鏡用以將平行光聚焦到倍頻模塊；其中倍頻模塊設置于聚焦透鏡的右側，倍頻模塊用以對入射光的穩定倍頻輸出；光電導天線設置于倍頻模塊的右側，用以接收來自倍頻模塊的脈沖光，在外置偏壓下產生強太赫茲輻射；其中在光纖準直模塊、聚焦透鏡，倍頻模塊、光電導天線的外側封裝有均外殼，用以進行封裝保護；

其具體工作原理如下：

在光纖中傳輸的中心波長為1560nm(±40nm)的飛秒脈沖激光，依次經過光纖耦合模塊1準直和聚焦透鏡聚焦后照射到倍頻模塊上，飛秒脈沖與倍頻模塊發生作用，基于二次諧波產生(SHG)效應，1560nm(±40nm)波長的激光將發生倍頻，最終輸出波長為780nm(±20nm)的飛秒脈沖光，脈沖光單次通過轉化效率理論上可達到80％以上，經倍頻后的飛秒激光入射到光電導天線上，在偏置電壓的作用下產生功率可調的強太赫茲脈沖輻射。

2.根據權利要求1所述的一種基于光學倍頻的光纖耦合太赫茲光電導天線發射器，其特征在于倍頻模塊能夠選擇周期極化鈮酸鋰晶體PPLN、MgO：PPLN；基于飛秒脈沖系統，選擇小于1mm的倍頻晶體長度，有利于形成更加緊湊的發射器裝置。

3.根據權利要求1所述的一種基于光學倍頻的光纖耦合太赫茲光電導天線發射器，其特征在于倍頻模塊中集成溫控單元，以保障其在中心波長處穩定的轉化效率。

4.根據權利要求1所述的一種基于光學倍頻的光纖耦合太赫茲光電導天線發射器，其特征在于考慮倍頻模塊對高峰值功率飛秒脈沖的展寬作用，選擇脈沖展寬小、具有高損傷閾值的二倍頻模塊，最終保證太赫茲輻射較窄的脈沖寬度和較寬的頻譜范圍。

5.根據權利要求1所述的一種基于光學倍頻的光纖耦合太赫茲光電導天線發射器，其特征在于光電導天線為成熟的LT-GaAs或Si-GaAs天線，激發飛秒脈沖光中心波長為780nm±20nm。

6.根據權利要求1-5中任一根據權利要求所述的一種基于光學倍頻的光纖耦合太赫茲光電導天線發射器，其特征在于本發明能夠通過配置發射器內部各組件相對位置，控制照射到倍頻模塊上的光斑尺寸，其中瑞利長度為晶體長度二分之一時的大小情況下，能夠保證最高的轉化效率。

7.根據權利要求6所述的一種基于光學倍頻的光纖耦合太赫茲光電導天線發射器，其特征在于飛秒激光脈沖在注入本器件前將引入負啁啾，以中和光脈沖在自由空間和倍頻晶體中的脈沖展寬效應；同時，注入飛秒脈沖光應是e偏振的。