[发明专利]一种太赫兹量子级联激光器模式调制的装置及方法

权利要求书

1.一种太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于，所述装置至少包括：微波发生 器、耦合器、T型偏置器、太赫兹量子级联激光器、频谱仪以及红外光谱仪；

所述微波发生器依次通过所述耦合器、T型偏置器与所述太赫兹量子级联激光器的 输入端相连；所述红外光谱仪与所述太赫兹量子级联激光器的输出端相连；所述频谱仪与 所述耦合器相连。

2.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于：采用工作在 连续模式的所述太赫兹量子级联激光器作为发射器件，所述太赫兹量子级联激光器的激射 频率的范围为1～5THz，驱动电流在阈值电流附近，无微波注入时，所述太赫兹量子级联 激光器单模工作。

3.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于：所述太赫兹 量子级联激光器通过微波传输线进行直流驱动，在所述微波传输线和所述太赫兹量子级联 激光器的脊条之间用微带线连接，使所述微波传输线和太赫兹量子级联激光器之间的阻抗 匹配。

4.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于：所述微波发 生器输出端口频率不超过25GHz。

5.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于：所述微波发 生器的产生的微波信号经过所述耦合器和T型偏置器注入到所述太赫兹量子级联激光器 有源区内，来对所述太赫兹量子级联激激光器模式进行调制，调制后从所述太赫兹量子级 联激光器反射回的相邻多纵模差频信号通过所述耦合器最后由所述频谱仪测得。

6.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于：利用所述红 外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器通过微波信号调制后的输出光谱。

7.一种利用如权利要求1～6任一项所述装置来调制太赫兹量子级联激光器模式的方法，其特 征在于，所述方法至少包括：

步骤一、保持所述微波发生器功率为固定值，调制所述微波发生器产生的微波信号的 频率，所述微波信号经过所述耦合器和T型偏置器注入到所述太赫兹量子级联激光器有源 区内对激光器模式进行调制，直到所述频谱仪显示所述太赫兹量子级联激光器多纵模差频 信号，记录该差频信号对应的峰值频率为f_r；

步骤二、保持所述微波发生器功率不变，分别在大于频率f_r、、等于f_r、以及小于f_r下 调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调 制后的光谱，直到在光谱上检测出多个模式。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤二中，保持微波发生器功率不变，在 大于f_r的频率一侧调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹 量子级联激光器被调制后的光谱，直到光谱中在小于f_r的一侧被调制出一个单模，此时， 加上f_r处的模式，光谱上共有两个模式。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤二中，保持微波发生器功率不变，所 述微波发生器的频率为f_r，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制 后的光谱，在光谱中f_r两侧同时观察到增加的模式，此时，加上f_r处的模式，光谱上有大 于三个模式。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤二中，保持微波发生器功率不变， 在小于f_r的频率一侧调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫 兹量子级联激光器被调制后的光谱，直到在光谱中大于f_r的一侧被调制出一个单模，此 时，加上f_r处的模式，光谱上共有两个模式。