[发明专利]一种连续太赫兹激光功率测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹激光功率测试领域，尤其涉及一种连续太赫兹激光功率测试装置。

背景技术

太赫兹量子级联激光器、太赫兹返波管、太赫兹气体激光器、太赫兹成像系统、太赫兹探测器等太赫兹仪器在研制和使用时，需要对太赫兹功率进行测试。现有技术中常见的连续太赫兹激光功率测试装置的探测器的响应度分别是172mV/W、98mV/W，相对较低，不利于微弱连续太赫兹激光功率的测试。现有技术中，有的对吸收材料SiC微粒和3M粉末的尺寸和混合比例有严格限制，制作工艺复杂。有的采用碳纳米管阵列作为吸收材料，碳纳米管阵列需要先在硅基底上进行生长，然后转移到热电偶上面；由于碳纳米管质地松软，稍微碰触就会影响碳纳米管的阵列排布，从而影响碳纳米管的性能。而且碳纳米管在转移过程中，成品率较低，不利于工程化应用。另外，现有的连续太赫兹激光功率测试装置易受环境温度的影响，主要在室温条件下工作，而在环境温度变化时，现有技术不能实现太赫兹激光功率的准确测试。

因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种连续太赫兹激光功率测试装置，以拓宽工作温度范围，降低工艺难度，提高测量准确度与灵敏度。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种连续太赫兹激光功率测试装置，包括功率探头和数据处理电路，功率探头与数据处理电路之间设置有多芯同轴电缆；功率探头包含太赫兹探测器、温度传感器和E²PROM，数据处理电路包含上位机、显示器、FPGA模块、模数转换器、程控放大器、低通滤波器、差动放大器；上位机分别与显示器、FPGA模块通信连接，FPGA模块分别与模数转换器、程控放大器通信连接，程控放大器分别与低通滤波器、差动放大器通信连接，低通滤波器与模数转换器通信连接；多芯同轴电缆中的两根导线与太赫兹探测器线路连接，太赫兹探测器通过上述两根导线与差动放大器线路连接；多芯同轴电缆中的三根导线与温度传感器线路连接，温度传感器通过上述三根导线与FPGA模块连接；多芯同轴电缆中的六根导线与E²PROM连接，E²PROM通过上述六根导线与FPGA模块连接。

所述的连续太赫兹激光功率测试装置，其中，太赫兹探测器包括热电偶，热电偶的上表面与下表面上均设置有导热胶，热体积吸收型中性玻璃粘附在热电偶的上表面，热电偶的下表面粘附在热沉上，热电偶上设置有正电极与负电极，正电极、负电极分别与多芯同轴电缆中对应的导线相连接。

所述的连续太赫兹激光功率测试装置，其中，上述热电偶由66对Bi-Te热电材料进行串联构成。

所述的连续太赫兹激光功率测试装置，其中，上述低通滤波器是截止频率为5Hz的低通滤波器。

所述的连续太赫兹激光功率测试装置，其中，上述的多芯同轴电缆中与太赫兹探测器连接的两根导线外面有一层屏蔽层，多芯同轴电缆外面也有一层屏蔽层。

本发明提供的一种连续太赫兹激光功率测试装置，采用太赫兹探测器的两个电极通过差动放大器实现模拟电压输出，避免了电路对太赫兹探测器输出信号的影响，提高了太赫兹激光功率的测试准确度，差动放大器的输出模拟电压进入程控放大器，程控放大器可以对模拟电压进行不同倍数的放大，使其达到模数转换器的最佳工作电压范围；而且FPGA模块根据测量的温度值调取存储在E²PROM相应的温度补偿系数，对测量的太赫兹激光功率进行温度补偿，提高了太赫兹激光功率测试装置在不同温度条件下的测量准确度，从而拓宽了太赫兹激光功率测试装置的工作温度，提高了测量准确度与灵敏度；多芯同轴电缆中与太赫兹探测器连接的导线设计有一层屏蔽层，用于消除温度传感器和E²PROM信号对热电偶信号的电磁干扰。

附图说明

图1为本发明中连续太赫兹激光功率测试装置的结构示意图；

图2为本发明中太赫兹探测器的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种连续太赫兹激光功率测试装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。