[发明专利]脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置及方法

权利要求书

1.一种脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：包括光源部分(A)、光路部分(B)和探测部分(C)；

所述光源部分(A)包括第一冷头(2)、安装于所述第一冷头(2)内的第一热沉(3)、安装于所述第一热沉(3)上的太赫兹量子级联激光器、与所述太赫兹量子级联激光器连接的脉冲电源(1)、安装于所述第一冷头上的第一聚乙烯窗片(4)；其中，所述太赫兹量子级联激光器发射出的太赫兹光通过第一聚乙烯窗片(4)射出；

所述光路部分(B)包括第一离轴抛物镜(5)和第二离轴抛物镜(6)；所述第一离轴抛物镜(5)收集经所述第一聚乙烯窗片(4)射出的太赫兹光，并使该太赫兹光反射至第二离轴抛物镜(6)；所述第二离轴抛物镜(6)接收经所述第一离轴抛物镜(5)反射过来的太赫兹光，并使该太赫兹光反射至所述探测部分(C)；

所述探测部分(C)包括第二冷头(7)、安装于所述第二冷头(7)上的第二聚乙烯窗片(8)、安装于所述第二冷头(7)内的第二热沉(9)、安装于所述第二热沉(9)上的太赫兹量子阱探测器、与所述太赫兹量子阱探测器连接的信号处理电路(10)以及与所述信号处理电路(10)连接的示波器(11)；其中，所述第二聚乙烯窗片(8)使所述第二离轴抛物镜(6)反射过来的太赫兹光进入所述第二冷头(7)内，并到达所述太赫兹量子阱探测器的敏感面上；所述太赫兹量子阱探测器用以接收所述第二离轴抛物镜(6)反射过来的太赫兹光，并产生相应的电流信号；所述信号处理电路(10)将所述电流信号提取为电压信号，并进行放大；所述示波器(11)用以对所述信号处理电路(10)放大后的电压信号进行读取和显示，得到所述电压信号的幅度。

2.根据权利要求1所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述太赫兹量子级联激光器的激射频率范围为4.02-4.13THz，所述太赫兹量子阱探测器的峰值探测频率为3.2THz，主要探测频率范围为3.0-5.3THz，其中主要探测频率范围是指响应幅度≥峰值响应幅度40％的频率范围。

3.根据权利要求2所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述太赫兹量子阱探测器为光电导型低维半导体探测器，其有源区为通过在半绝缘GaAs衬底上交替生长GaAs层和AlGaAs层的方式形成。

4.根据权利要求3所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述太赫兹量子阱探测器的有源区包括23个周期结构，每个周期结构内包含交替生长的GaAs层和Al_0.015Ga_0.985As层各一层。

5.根据权利要求2所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述太赫兹量子级联激光器的有源区是通过在半绝缘GaAs衬底上交替生长GaAs层和AlGaAs层的方式形成的。

6.根据权利要求5所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述太赫兹量子级联激光器的有源区为四阱共振声子结构，包括178个周期结构，每个周期结构内包含交替生长的GaAs层和Al_0.15Ga_0.85As层各四层。

7.根据权利要求1所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述第一聚乙烯窗片(4)和第二聚乙烯窗片(8)均采用高强度聚乙烯材料。

8.根据权利要求7所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述第一聚乙烯窗片(4)和第二聚乙烯窗片(8)均通过将灌制的高强度聚乙烯圆柱形材料进行切割、研磨和抛光而成。

9.根据权利要求1所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述第一离轴抛物镜(5)和第二离轴抛物镜(6)的反射面均为镀金离轴抛物面。

10.根据权利要求1所述的脉冲激射型太赫兹量子级联激光器的功率测量装置，其特征在于：所述脉冲电源(1)为可编程脉冲式电源，包括正偏压和反偏压两种供电模式，所述脉冲电源(1)的可输出电流范围为0-5A，脉宽调节范围为50ns-5μs，输出脉冲重复频率范围为1-10kHz，脉冲的最大占空比为1％。