[發(fā)明專利]全頻段太赫茲四倍頻模塊

有效

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• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110932672B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊非;崔鐵軍
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: H03B19/14
• 分類號: H03B19/14
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

本發(fā)明公開了一種全頻段太赫茲四倍頻模塊，包括金屬上基座(1)、金屬下基座(2)、第一匹配波導(3)、芯片通道(4)、第二匹配波導(5)和太赫茲全頻段倍頻芯片(7)；金屬上基座(1)和金屬下基座(2)形成腔體，第一匹配波導(3)設(shè)置在腔體內(nèi)的輸入端，第二匹配波導(5)設(shè)置在腔體內(nèi)的輸出端；芯片通道(4)設(shè)置在腔體的輸入端和輸出端之間，芯片通道(4)內(nèi)設(shè)置太赫茲全頻段倍頻芯片(7)；太赫茲全頻段倍頻芯(7)安裝在金屬上基座(1)上，太赫茲全頻段倍頻芯片(7)分別與第一匹配波導(3)和第二匹配波導(5)連接。其可以降低太赫茲波信號發(fā)生設(shè)備的復(fù)雜性，提高相應(yīng)設(shè)備的集成度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全頻段太赫茲四倍頻模塊。

背景技術(shù)

太赫茲波(Terahertz，簡寫THz)通常是指頻率在0.1THz～10THz(波長為30μm～3mm)范圍內(nèi)的電磁波。1THz(1012Hz)對應(yīng)波數(shù)為33.3cm^-1，能量為4.1meV，波長為300μm。從頻譜上看，太赫茲波在電磁波譜中介于微波與紅外之間，處于電子學向光子學過渡的區(qū)域，處于宏觀經(jīng)典理論向微觀量子理論的過渡區(qū)。在電子學領(lǐng)域，太赫茲波被稱為亞毫米波；在光學領(lǐng)域，它又被稱為遠紅外射線；從能量上看，太赫茲波段的能量介于電子和光子之間。

傳統(tǒng)的電子學方法和光學方法都難以產(chǎn)生高質(zhì)量的太赫茲波，隨著光電子技術(shù)和半導體技術(shù)的發(fā)展，使用超快激光轟擊非線性晶體或光電導偶極可以實現(xiàn)毫瓦級功率輸出和頻率可調(diào)的太赫茲波，這就為研究提供了一個穩(wěn)定和有效的手段；利用電真空返波管(BWO)通過鎖相，也可以實現(xiàn)1.2THz頻率以下毫瓦級功率輸出和頻率可調(diào)的太赫茲波；量子級聯(lián)(QCL)外加鎖相機制，可實現(xiàn)2THz頻率以上毫瓦級功率輸出和頻率可調(diào)的太赫茲波。但這些技術(shù)都存在系統(tǒng)復(fù)雜、集成度差的問題。。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提出一種全頻段太赫茲四倍頻模塊。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種已經(jīng)實驗驗證的全頻段太赫茲四倍頻模塊，包括金屬上基座、金屬下基座、第一匹配波導、芯片通道、第二匹配波導和太赫茲全頻段倍頻芯片；

所述金屬上基座和金屬下基座形成腔體，所述第一匹配波導設(shè)置在所述腔體內(nèi)的輸入端，所述第二匹配波導設(shè)置在所述腔體內(nèi)的輸出端；所述芯片通道設(shè)置在所述腔體的輸入端和輸出端之間，所述芯片通道內(nèi)設(shè)置太赫茲全頻段倍頻芯片；所述太赫茲全頻段倍頻芯安裝在金屬上基座上，所述太赫茲全頻段倍頻芯片分別與第一匹配波導和第二匹配波導連接。

在一個實施例中，全頻段太赫茲四倍頻模塊，還包括直流饋線和SMA接頭，所述直流饋線連接在所述太赫茲全頻段倍頻芯片和SMA接頭之間，所述SMA接頭用于引入外接電源。

在一個實施例中，所述太赫茲全頻段倍頻芯片包括芯片本體和分別設(shè)置于芯片本體上的太赫茲肖特基串聯(lián)管對、輸入端波導微帶耦合單元、輸出端波導微帶耦合單元、高低阻低通濾波器、直流偏置線和梁式引線；

太赫茲肖特基串聯(lián)管對內(nèi)形成直流和射頻回路，太赫茲肖特基串聯(lián)管對的第一端連接輸出端波導微帶耦合單元，太赫茲肖特基串聯(lián)管對的第二端連接高低阻低通濾波器，太赫茲肖特基串聯(lián)管對的第三端連接直流偏置線，太赫茲肖特基串聯(lián)管對的第四端連接接地梁式引線，高低阻低通濾波器通過輸入端波導微帶耦合單元連接第一匹配波導，輸出端波導微帶耦合單元連接第二匹配波導。

作為一個實施例，所述太赫茲肖特基串聯(lián)管對的拓撲結(jié)構(gòu)為串聯(lián)結(jié)構(gòu)。

在一個實施例中，所述太赫茲全頻段倍頻芯片包括砷化鎵薄膜或石英基底。

在一個實施例中，所述太赫茲全頻段倍頻芯片的厚度介于2um～50um。

在一個實施例中，所述金屬上基座和金屬下基座的兩側(cè)分別設(shè)置連接標準法蘭盤接口。

在一個實施例中，所述金屬上基座和金屬下基座通過定位銷連接。