CN101174719A - 一种太赫兹波开关装置及其方法 - Google Patents

一种太赫兹波开关装置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101174719A
CN101174719A CNA2007101561785A CN200710156178A CN101174719A CN 101174719 A CN101174719 A CN 101174719A CN A2007101561785 A CNA2007101561785 A CN A2007101561785A CN 200710156178 A CN200710156178 A CN 200710156178A CN 101174719 A CN101174719 A CN 101174719A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thz wave
wave
silicon chip
high resistant
resistant silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007101561785A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101174719B (zh
Inventor
李九生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CN2007101561785A priority Critical patent/CN101174719B/zh
Publication of CN101174719A publication Critical patent/CN101174719A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101174719B publication Critical patent/CN101174719B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种太赫兹波开关装置及其方法。装置：计算机与太赫兹波源装置、高阻硅片、太赫兹波探测器、锁相放大器、A/D转换器、计算机相连接，高阻硅片与斩波器、氩离子激光器相连接。方法：通过斩波器调谐的氩离子激光是否照射到高阻硅片上，根据太赫兹波能否通过高阻硅片，实现对太赫兹波的开、关。本发明的太赫兹波开关装置具有结构紧凑，响应速度快，调整方便，制作成本低，满足太赫兹在成像、医学诊断、安全检查、信息通信、空间天文学等领域应用的要求。

Description

一种太赫兹波开关装置及其方法
技术领域
本发明属于太赫兹波应用技术领域，具体涉及一种太赫兹波开关装置及其方法。
背景技术
太赫兹波是指频率在0.1～10THz(1THz＝110E+12Hz)，波长为3000～30微米范围内的电磁波。它在长波段与毫米波(亚毫米波)相重合，而在短波段与红外线相重合。太赫兹波在电磁波频谱中占有很特殊的位置。由于在相当长时间里太赫兹波源的问题未能很好解决，太赫兹波科学技术的发展受到很大的限制，从而使其应用潜能未能发挥出来。目前国际上已经成功研制太赫兹波源和检测装置。研究发现太赫兹波作为一种高频电磁波比X射线更安全，可用作对活体成像。此外，太赫兹波还能应用于医学诊断、安全检查、国家安全、生物医学、农业、空间天文学、无损检测以及太赫兹通信等许多领域。由于太赫兹波的广泛应用前景，世界各国对于太赫兹波科学技术的研究都极为重视。
太赫兹波科学技术现在已得到国际学术界的广泛关注，在世纪之交短短数年内，国际上关于太赫兹波的研究机构大量涌现，并取得了很多研究成果。当前太赫兹波的功能器件是太赫兹波科学技术应用中的重点和难点，国内外对于太赫兹波的功能器件研究也已逐渐展开。现有的太赫兹波功能器件还很少，通常它们结构复杂、体积较大、价格昂贵，因此小型化、低成本的太赫兹波器件是太赫兹波技术应用的关键。
太赫兹波开关是一种非常重要的太赫兹波器件，研究发现太赫兹波开关在太赫兹波成像、太赫兹波医学诊断、太赫兹波通信、太赫兹波空间天文学等太赫兹波应用领域都有着广阔的应用前景，但是现有的太赫兹波开关结构复杂、制作困难、价格昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太赫兹波开关装置及其方法。
太赫兹波开关装置中的计算机与太赫兹波源装置、高阻硅片、太赫兹波探测器、锁相放大器、A/D转换器、计算机相连接，高阻硅片与斩波器、氩离子激光器相连接。
所述的太赫兹波源装置为返波振荡器、自由电子激光器或量子级联激光器。太赫兹波源装置优选为返波振荡器。
太赫兹波开关方法是通过斩波器调谐的氩离子激光是否照射到高阻硅片上，根据太赫兹波能否通过高阻硅片，实现对太赫兹波的开、关，当无外加调谐的氩离子激光时，高阻硅片对太赫兹波无衰减，太赫兹波可以通过高阻硅片；当有外加调谐的氩离子激光时，由于高阻硅片内部产生光激发载流子，载流子对太赫兹波产生吸收作用，此时高阻硅片对太赫兹波有衰减，太赫兹波不能通过高阻硅片。
本发明的太赫兹波开关装置具有结构紧凑，响应速度快，调整方便，成本低，满足太赫兹在成像、医学诊断、安全检查、信息通信、空间天文学等领域应用的要求。
附图说明
图1太赫兹波开关结构示意图；
图2(a)是无外加调谐的氩离子激光时，太赫兹波通过太赫兹波开关的功率示意图；
图2(b)是有外加调谐的氩离子激光时，太赫兹波通过太赫兹波开关的功率示意图；
图中：计算机1、太赫兹波源装置2、高阻硅片3、斩波器4、氩离子激光器5、太赫兹波探测器6、锁相放大器7、A/D转换器8。
具体实施方式
如图1所示太赫兹波开关装置中的计算机1与太赫兹波源装置2、高阻硅片3、太赫兹波探测器6、锁相放大器7、A/D转换器8、计算机1相连接，高阻硅片3与斩波器4、氩离子激光器5相连接。
所述的太赫兹波源装置2为返波振荡器、自由电子激光器或量子级联激光器。太赫兹波源装置2优选为返波振荡器。
太赫兹波开关方法是通过斩波器调谐的氩离子激光是否照射到高阻硅片上，根据太赫兹波能否通过高阻硅片，实现对太赫兹波的开、关，当无外加调谐的氩离子激光时，高阻硅片对太赫兹波无衰减，太赫兹波可以通过高阻硅片；当有外加调谐的氩离子激光时，由于高阻硅片内部产生光激发载流子，载流子对太赫兹波产生吸收作用，此时高阻硅片对太赫兹波有衰减，太赫兹波不能通过高阻硅片。
本发明利用高品质太赫兹波源装置返波振荡器、自由电子激光器或量子级联激光器产生太赫兹波，太赫兹波由高阻硅片一端面输入，从高阻硅片另一端面输出，太赫兹波传输到达太赫兹波探测器。当无外加调谐的氩离子激光时，高阻硅片对太赫兹波无衰减，太赫兹波可以通过高阻硅片；当有外加调谐的氩离子激光时，由于高阻硅片内部产生光激发载流子，载流子对太赫兹波产生吸收作用，此时高阻硅片对太赫兹波有衰减，太赫兹波不能通过高阻硅片。
实施例1
0.35THz频率的太赫兹波开关：
选择Microtech出售的返波振荡器(BWO)，其中返波管型号选为QS-400ov30(频率在0.23-0.375THz频段可调谐)。设计的高阻硅厚度h＝400μm，高阻硅片的半径为r＝10mm，高阻硅电阻率10000Ωcm，斩波器为MODELSR540，氩离子激光器工作波长500nm，功率1.5W。通过计算机控制BWO的输出频率为0.35THz，使相应频率的太赫兹波聚焦在预设的高阻硅中间位置。获得的无外加调谐的氩离子激光时，太赫兹波通过太赫兹波开关的功率如附图2(a)；有外加调谐的氩离子激光时，太赫兹波通过太赫兹波开关的功率如附图2(b)。该太赫兹波开关的开关速度为5ms。

Claims (4)

1.一种太赫兹波开关装置，其特征在于计算机(1)与太赫兹波源装置(2)、高阻硅片(3)、太赫兹波探测器(6)、锁相放大器(7)、A/D转换器(8)、计算机(1)相连接，高阻硅片(3)与斩波器(4)、氩离子激光器(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种太赫兹波开关装置，其特征在于所述的太赫兹波源装置(2)为返波振荡器、自由电子激光器或量子级联激光器。
3.根据权利要求1或2所述的一种太赫兹波开关装置，其特征在于所述的太赫兹波源装置(2)为返波振荡器。
4.一种太赫兹波开关方法，其特征在于通过斩波器调谐的氩离子激光是否照射到高阻硅片上，根据太赫兹波能否通过高阻硅片，实现对太赫兹波的开、关，当无外加调谐的氩离子激光时，高阻硅片对太赫兹波无衰减，太赫兹波可以通过高阻硅片；当有外加调谐的氩离子激光时，由于高阻硅片内部产生光激发载流子，载流子对太赫兹波产生吸收作用，此时高阻硅片对太赫兹波有衰减，太赫兹波不能通过高阻硅片。
CN2007101561785A 2007-10-23 2007-10-23 一种太赫兹波开关装置及其方法 Expired - Fee Related CN101174719B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101561785A CN101174719B (zh) 2007-10-23 2007-10-23 一种太赫兹波开关装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101561785A CN101174719B (zh) 2007-10-23 2007-10-23 一种太赫兹波开关装置及其方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101174719A true CN101174719A (zh) 2008-05-07
CN101174719B CN101174719B (zh) 2010-09-29

Family

ID=39423054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101561785A Expired - Fee Related CN101174719B (zh) 2007-10-23 2007-10-23 一种太赫兹波开关装置及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101174719B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101867073A (zh) * 2010-05-25 2010-10-20 中国计量学院 太赫兹波开关装置及其方法
CN103715478A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 合肥知常光电科技有限公司 一种可调谐的太赫兹波滤波装置及其滤波方法
CN105116565A (zh) * 2015-09-18 2015-12-02 首都师范大学 一种太赫兹脉宽调制器装置及调制方法
CN105181697A (zh) * 2015-09-18 2015-12-23 首都师范大学 一种连续波太赫兹实时水印成像检测装置及其方法
CN107171166A (zh) * 2017-07-03 2017-09-15 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 太赫兹量子级联激光器锁相系统及方法
CN114459602A (zh) * 2020-11-09 2022-05-10 北京航天计量测试技术研究所 一种斩波装置、斩波方法及光纤耦合式太赫兹时域系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200947525Y (zh) * 2006-09-27 2007-09-12 天津大学 全固态可调谐窄带太赫兹波光源

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101867073A (zh) * 2010-05-25 2010-10-20 中国计量学院 太赫兹波开关装置及其方法
CN101867073B (zh) * 2010-05-25 2013-03-27 中国计量学院 太赫兹波开关装置及其方法
CN103715478A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 合肥知常光电科技有限公司 一种可调谐的太赫兹波滤波装置及其滤波方法
CN103715478B (zh) * 2013-12-26 2016-03-02 合肥知常光电科技有限公司 一种可调谐的太赫兹波滤波装置及其滤波方法
CN105116565A (zh) * 2015-09-18 2015-12-02 首都师范大学 一种太赫兹脉宽调制器装置及调制方法
CN105181697A (zh) * 2015-09-18 2015-12-23 首都师范大学 一种连续波太赫兹实时水印成像检测装置及其方法
CN107171166A (zh) * 2017-07-03 2017-09-15 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 太赫兹量子级联激光器锁相系统及方法
CN114459602A (zh) * 2020-11-09 2022-05-10 北京航天计量测试技术研究所 一种斩波装置、斩波方法及光纤耦合式太赫兹时域系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN101174719B (zh) 2010-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101174719B (zh) 一种太赫兹波开关装置及其方法
Kokkoniemi et al. Nanobolometer with ultralow noise equivalent power
Luna et al. Electron cyclotron emission radiometer upgrade on the Joint European Torus (JET) tokamak
Monfardini et al. A dual-band millimeter-wave kinetic inductance camera for the IRAM 30 m telescope
Vaks et al. High resolution terahertz spectroscopy for analytical applications
Ren et al. Terahertz heterodyne spectrometer using a quantum cascade laser
CN106067815B (zh) 一种基于dds和小数分频锁相环的频率合成器
CN105101599A (zh) 一种测量等离子体电流分布的极化ece诊断系统
CN106450803B (zh) 一种cmos集成源的太赫兹超外差正交探测阵列
Kan et al. A versatile and inexpensive electronic system for a high resolution NMR spectrometer
Shang et al. High-Sensitivity CMOS Super-Regenerative Receiver with Quench-Controlled High-$ Q $ Metamaterial Resonator for Millimeter-Wave Imaging at 96 and 135 GHz
Han et al. Triply resonant cavity electro-optomechanics at X-band
CN101187733A (zh) 一种可控太赫兹波衰减器装置及其方法
Shan et al. Review of recent progress on solid‐state millimeter‐wave and terahertz signal sources
Davidson et al. A measurement of the rotational spectrum of the CH radical in the far-infrared
Shao et al. Research progress on terahertz quantum-well photodetector and its application
Chen et al. Terahertz-slicing—an all-optical synchronization for 4 th generation light sources
CN101867073B (zh) 太赫兹波开关装置及其方法
Karasik et al. Development of the nano-HEB array for low-background far-IR applications
Goldflam et al. Monolithically fabricated tunable long-wave infrared detectors based on dynamic graphene metasurfaces
Zhu et al. An improved synthetic signal injection routine for the Haloscope At Yale Sensitive To Axion Cold dark matter (HAYSTAC)
Miao et al. A 340GHz sub-harmonic mixer based on planar Schottky diodes
Hong Millimeter wave and THz communications in China
Zhou et al. Terahertz imaging using photomixers based on quantum well photodetectors
Zerbini Sailing on Far Infrared and Submillimeter Waves Plasma Diagnostics, towards THz-TDS and Beyond

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100929

Termination date: 20111023