[發明專利]一種單模太赫茲量子級聯激光器調諧特性表征裝置

有效

• 申請號: 202110223250.1
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113092072B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 黎華;管玟;李子平;曹俊誠
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 錢文斌

本發明涉及一種單模太赫茲量子級聯激光器調諧特性表征裝置，包括：太赫茲量子級聯激光器光頻梳，與待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器通過光學回路實現拍頻，且發出的太赫茲光束經過所述光學回路耦合進所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器的諧振腔內；T型偏置器，與所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器相連，用于提取所述拍頻信號；頻譜分析儀，與所述T型偏置器相連，用于分析所述拍頻信號。本發明能夠精確表征單模太赫茲量子級聯激光器的調諧特性。

技術領域

本發明涉及半導體光電器件應用技術領域，特別是涉及一種單模太赫茲量子級聯激光器調諧特性表征裝置。

背景技術

近年來，光譜技術的應用領域越來越廣泛，比如基礎科學，生物檢測，安防等等，而太赫茲波段由于涵蓋許多物質的特征吸收譜，十分適合于光譜應用。現有的商業化的光譜設備主要有傅里葉變換紅外(Fourier Transform Infrared，FTIR)光譜儀和時域光譜儀(Time Domain Spectroscopy，TDS)。FTIR光譜儀可以實現從可見光到太赫茲的光譜檢測，但測量精度一般在GHz量級，并且FTIR光譜儀的精度越高，設備體積越大，光譜掃描時間越長，不具有即時性；TDS測量的動態范圍可達到40dB，但其內部光路復雜，精度與光學延遲線相關，一般也在GHz量級。目前仍處于實驗室階段的雙光梳光譜技術，利用兩個重復頻率稍有差別的光頻梳拍頻得到的微波“梳齒”來實現光譜檢測，可以快速獲得較高精度的光譜信息，但是，該技術測得的是微波頻譜，在獲得太赫茲光譜信息之前需要先建立微波與太赫茲波段的聯系，是一種非直接光譜檢測。

在太赫茲激光源中，量子級聯激光器具有高功率，高光斑質量，高遠場光斑質量，本征線寬窄，能實現寬范圍頻率的激射和工作溫度較高的優勢。目前常用的量子級聯激光器表征調諧特性的方法是利用FTIR光譜儀進行測量，這種方法的精度受限于FTIR光譜儀，也不能進行實時觀測，無法精確表征單模太赫茲量子級聯激光器的調諧特性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種單模太赫茲量子級聯激光器調諧特性表征裝置，精確表征單模太赫茲量子級聯激光器的調諧特性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種單模太赫茲量子級聯激光器調諧特性表征裝置，包括：太赫茲量子級聯激光器光頻梳，與待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器通過光學回路實現拍頻，且發出的太赫茲光束經過所述光學回路耦合進所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器的諧振腔內；T型偏置器，與所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器相連，用于提取所述拍頻信號；頻譜分析儀，與所述T型偏置器相連，用于分析所述拍頻信號。

所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器的調諧范圍在所述太赫茲量子級聯激光器光頻梳的頻譜范圍內。

所述太赫茲量子級聯激光器光頻梳還連接有第一供電裝置和第一溫度控制裝置，所述第一供電裝置用于為所述太赫茲量子級聯激光器光頻梳供電并控制工作電流，所述第一溫度控制裝置用于控制所述太赫茲量子級聯激光器光頻梳的工作溫度。

所述的單模太赫茲量子級聯激光器調諧特性表征裝置還包括第二溫度控制裝置和第二供電裝置，所述第二溫度控制裝置用于控制所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器的工作溫度；所述第二供電裝置用于為所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器供電并控制工作電流。

所述T型偏置器與微帶線相連，所述微帶線設置在所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器的諧振腔后端面處，并與所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器的上電極相連。

所述T型偏置器包括直流偏置端口、射頻端口和混合端口，所述直流偏置端口和與所述待測可調諧單模太赫茲量子級聯激光器相連的第二供電裝置連接，所述混合端口和與所述微帶線連接，所述射頻端口與所述頻譜分析儀相連。

所述T型偏置器和所述頻譜分析儀之間還設置有微波放大器。

有益效果