CN106441557A - 一种多用途太赫兹光功率探头 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种多用途太赫兹光功率探头，包括：两个太赫兹探测器粘结在热沉上，通过差分方式连接；热沉通过卡环固定在金属外壳里面，与金属外壳之间存在一个空气层；金属外壳由金属盖板和金属基座组成，隔热外壳由隔热盖板和隔热基座组成，金属盖板和隔热盖板正中心设计有入射口，金属盖板入射口处的侧面设计有螺纹，用于装配套筒、波导适配器、光纤适配器；在测试小功率太赫兹信号时，套上隔热外壳；在测试大功率太赫兹信号时，把隔热外壳取下来，探头内部的热量通过金属外壳散发出来。本发明的多用途太赫兹光功率探头只需更换套筒、波导适配器、光纤适配器等附件，即可实现不同传输方式太赫兹光功率的测试。
Description
技术领域
本发明涉及太赫兹功率测试技术领域，特别涉及一种多用途太赫兹光功率探头。
背景技术
目前，太赫兹源输出太赫兹光的传输方式主要是波导传输、自由空间传输、光纤传输，在测试它们的输出功率时，需要分别使用波导接口、自由空间、光纤接口的太赫兹光功率探头，即每种太赫兹光功率探头只能测试对应传输方式太赫兹光的功率，使用范围窄；在测试不同传输方式太赫兹光的功率时，需要使用不同的太赫兹光功率探头，测试成本高。
因此，现有太赫兹光功率探头只能测试对应传输方式的太赫兹光功率，无法交叉使用，用途单一，测试不同传输方式的太赫兹光功率时成本较高。
发明内容
本发明提出一种多用途太赫兹光功率探头，解决了现有太赫兹光功率探头只能测试对应传输方式的太赫兹光功率的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种多用途太赫兹光功率探头，包括：两个太赫兹探测器、热沉、卡环、金属外壳、隔热外壳、套筒、波导适配器和光纤适配器；
两个太赫兹探测器粘结在热沉上，通过差分方式连接；
热沉通过卡环固定在金属外壳里面，与金属外壳之间存在一个空气层；
金属外壳由金属盖板和金属基座组成，隔热外壳由隔热盖板和隔热基座组成，金属盖板和隔热盖板正中心设计有入射口，金属盖板入射口处的侧面设计有螺纹，用于装配套筒、波导适配器、光纤适配器；
在测试小功率太赫兹信号时，套上隔热外壳；在测试大功率太赫兹信号时，把隔热外壳取下来，探头内部的热量通过金属外壳散发出来。
可选地，所述金属外壳由金属铝或铜制作，并进行黑色氧化处理。
可选地，所述隔热外壳采用聚四氟乙烯制作。
可选地，所述太赫兹探测器属于热电型探测器，吸收涂层使用垂直碳纳米管阵列。
可选地，所述热沉采用金属铝或铜制作，并进行黑色氧化处理。
可选地，所述套筒进行黑色氧化处理，套筒底部设计有螺纹，与金属盖板入射口处的螺纹匹配。
可选地，所述波导适配器由波导法兰盘、波导和卡盘组成，波导法兰盘采用UG-387/U型号，卡盘外侧设计有螺纹，与金属盖板入射口处的螺纹匹配。
可选地，所述波导采用WR10、WR8、WR6、WR5、WR4、WR3、WR2.2波导类型，对应的频率范围分别是73.8GHz～112.0GHz、92.3GHz～140.0GHz、114.0GHz～173.0GHz、145.0GHz～220GHz、172.0GHz～261.0GHz、217.0GHz～330.0GHz、330.0GHz～500.0GHz。
可选地，所述光纤适配器由光纤法兰盘和光纤接口组成，光纤法兰盘外侧设计有螺纹，与金属盖板入射口处的螺纹匹配。
可选地，所述光纤接口采用FC、LC、SC、SMA、ST类型，与具有相应光纤接口的光纤连接。
本发明的有益效果是：
(1)只需更换套筒、波导适配器、光纤适配器等附件，即可实现不同传输方式太赫兹光功率的测试；
(2)通过更换不同波导类型的波导适配器，可以实现不同频率波导传输的太赫兹光功率测试；
(3)通过更换不同光纤接口类型的光纤适配器，可以实现不同光纤接口太赫兹源输出太赫兹光功率的测试；
(4)通过拆卸隔热外壳，可以拓宽太赫兹光功率探头测试的功率范围；
(5)只需使用一个太赫兹光功率探头，通过更换不同类型附件，即可实现不同传输方式、不同频率范围太赫兹光功率的测试，使用范围宽，测试成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种多用途太赫兹光功率探头内部结构示意图；
图2为金属盖板结构示意图；
图3为套筒结构示意图；
图4为装配套筒后的太赫兹光功率探头结构示意图；
图5为波导适配器结构示意图；
图6为装配波导适配器后的太赫兹光功率探头结构示意图；
图7为光纤适配器结构示意图；
图8为装配光纤适配器后的太赫兹光功率探头结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在现有技术中，太赫兹光功率探头只能测试对应传输方式的太赫兹光功率，无法交叉使用，用途单一，测试不同传输方式的太赫兹光功率时成本较高。
针对现有技术缺陷，本发明提出一种多用途太赫兹光功率探头，通过更换不同的附件，即可实现波导传输、自由空间传输、光纤传输太赫兹光功率的测试，拓宽了适用范围，降低了测试成本。
如图1至8所示，本发明提出一种多用途太赫兹光功率探头，包括：两个性能基本相同的太赫兹探测器1、热沉2、卡环3、金属外壳4、隔热外壳5、套筒6、波导适配器7和光纤适配器8。
如图1所示，金属外壳4由金属盖板41和金属基座42组成，它们之间通过螺钉固定，金属外壳4由铝、铜等金属制作，并进行黑色氧化处理，吸收杂散光，减小环境对太赫兹探测器的影响。
隔热外壳5由隔热盖板51和隔热基座52组成，它们之间也通过螺钉固定，隔热外壳5采用聚四氟乙烯制作，具有较好的隔热性能。
在测试小功率太赫兹信号时，外界环境温度变化会影响太赫兹探测器的性能，此时套上隔热外壳5，能够减小环境温度变化对测试结果的影响；在测试大功率太赫兹信号时，太赫兹光会使太赫兹光功率探头内部温度升高，此时把隔热外壳5取下来，探头内部的热量通过金属外壳4散发出来，保持探头内部环境温度相对稳定，提高测试结果的准确性。隔热外壳方便拆卸，既能测试不小于30μW的小功率太赫兹信号，又能测试不大于3W的大功率太赫兹信号，拓宽了太赫兹光功率探头测试的功率范围。
金属盖板41和隔热盖板51正中心设计有入射口，金属盖板41的结构如图2所示，在金属盖板41入射口处的侧面设计有螺纹，方便装配套筒6、波导适配器7、光纤适配器8等附件。太赫兹探测器1通过导热胶粘结在热沉2上，两个太赫兹探测器1通过差分方式连接，能够减小环境温度变化引起的零点漂移，减小了太赫兹探测器的噪声，提高了太赫兹探测器的重复性。
本发明设计的太赫兹探测器属于热电型探测器，吸收涂层使用垂直碳纳米管阵列，不仅对自由空间传输的太赫兹激光具有高吸收，而且对波导传输的太赫兹波具有高吸收，能够实现0.1THz～10THz范围内太赫兹光功率的测试。
热沉2通过卡环3固定在金属外壳4里面，与金属外壳4之间存在一个空气层，能够减小金属外壳4对热沉2温度的影响，提高太赫兹探测器的重复性。热沉2采用导热率高的金属铝或铜制作，并进行黑色氧化处理，可以提高太赫兹探测器的灵敏度。
本发明设计的套筒6结构如图3所示，进行黑色氧化处理，吸收杂散光，减小环境对太赫兹探测器的影响。套筒底部设计有螺纹，与金属盖板入射口处的螺纹匹配，方便装配在金属盖板上。当把套筒装配在太赫兹光功率探头上时，可以实现自由空间传输的太赫兹光功率的测试，图4是装配套筒后的自由空间太赫兹光功率探头结构图。
本发明设计的波导适配器7由波导法兰盘71、波导72和卡盘73组成，如图5所示。波导法兰盘71采用UG-387/U型号，卡盘73外侧设计有螺纹，与金属盖板41入射口处的螺纹匹配，方便装配在金属盖板上。波导72可以采用WR10、WR8、WR6、WR5、WR4、WR3、WR2.2等波导类型，它们对应的频率范围分别是73.8GHz～112.0GHz、92.3GHz～140.0GHz、114.0GHz～173.0GHz、145.0GHz～220GHz、172.0GHz～261.0GHz、217.0GHz～330.0GHz、330.0GHz～500.0GHz。通过在本发明设计的太赫兹光功率探头上装配不同的波导适配器7，可以实现73.8GHz～500.0GHz波导传输的太赫兹光功率的测试，图6是装配波导适配器后波导太赫兹光功率探头结构图。
本发明设计的光纤适配器8由光纤法兰盘81和光纤接口82组成，结构如图7所示。光纤法兰盘81外侧设计有螺纹，与金属盖板41入射口处的螺纹匹配，方便装配在金属盖板上。光纤接口82可以采用FC、LC、SC、SMA、ST等类型，能够与具有相应光纤接口的光纤连接，实现光纤传输太赫兹光功率的测试。通过在本发明设计的太赫兹光功率探头上装配不同的光纤适配器，可以实现不同光纤接口太赫兹源输出太赫兹光功率的测试，图8是装配光纤适配器后光纤太赫兹光功率探头结构图。
本发明的多用途太赫兹光功率探头只需更换套筒、波导适配器、光纤适配器等附件，即可实现不同传输方式太赫兹光功率的测试；通过更换不同波导类型的波导适配器，可以实现不同频率波导传输的太赫兹光功率测试；通过更换不同光纤接口类型的光纤适配器，可以实现不同光纤接口太赫兹源输出太赫兹光功率的测试。
本发明的多用途太赫兹光功率探头通过拆卸隔热外壳，可以拓宽太赫兹光功率探头测试的功率范围。因此，本发明只需使用一个太赫兹光功率探头，通过更换不同类型附件，即可实现不同传输方式、不同频率范围太赫兹光功率的测试，使用范围宽，测试成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，包括：两个太赫兹探测器、热沉、卡环、金属外壳、隔热外壳、套筒、波导适配器和光纤适配器；
两个太赫兹探测器粘结在热沉上，通过差分方式连接；
热沉通过卡环固定在金属外壳里面，与金属外壳之间存在一个空气层；
金属外壳由金属盖板和金属基座组成，隔热外壳由隔热盖板和隔热基座组成，金属盖板和隔热盖板正中心设计有入射口，金属盖板入射口处的侧面设计有螺纹，用于装配套筒、波导适配器、光纤适配器；
在测试小功率太赫兹信号时，套上隔热外壳；在测试大功率太赫兹信号时，把隔热外壳取下来，探头内部的热量通过金属外壳散发出来。
2.如权利要求1所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述金属外壳由金属铝或铜制作，并进行黑色氧化处理。
3.如权利要求1所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述隔热外壳采用聚四氟乙烯制作。
4.如权利要求1所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述太赫兹探测器属于热电型探测器，吸收涂层使用垂直碳纳米管阵列。
5.如权利要求1所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述热沉采用金属铝或铜制作，并进行黑色氧化处理。
6.如权利要求1所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述套筒进行黑色氧化处理，套筒底部设计有螺纹，与金属盖板入射口处的螺纹匹配。
7.如权利要求1所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述波导适配器由波导法兰盘、波导和卡盘组成，波导法兰盘采用UG-387/U型号，卡盘外侧设计有螺纹，与金属盖板入射口处的螺纹匹配。
8.如权利要求7所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述波导采用WR10、WR8、WR6、WR5、WR4、WR3、WR2.2波导类型，对应的频率范围分别是73.8GHz～112.0GHz、92.3GHz～140.0GHz、114.0GHz～173.0GHz、145.0GHz～220GHz、172.0GHz～261.0GHz、217.0GHz～330.0GHz、330.0GHz～500.0GHz。
9.如权利要求1所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述光纤适配器由光纤法兰盘和光纤接口组成，光纤法兰盘外侧设计有螺纹，与金属盖板入射口处的螺纹匹配。
10.如权利要求9所述的一种多用途太赫兹光功率探头，其特征在于，所述光纤接口采用FC、LC、SC、SMA、ST类型，与具有相应光纤接口的光纤连接。
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