[发明专利]太赫兹量子级联激光器系统及其表征模式稳定性的方法

说明书

本发明提供一种太赫兹量子级联激光器系统及其表征模式稳定性的方法，所述系统包括：直流驱动源，用于向太赫兹量子级联激光器系统供电；与直流驱动源连接的T型偏置器，用于将直流驱动源提供的信号进行偏置，并将偏置信号提供给太赫兹量子级联激光器，及耦合太赫兹量子级联激光器的拍频信号，并将该拍频信号引出到高速示波器；与T型偏置器一端连接的太赫兹量子级联激光器，用于发生多纵模激射并产生拍频信号；与T型偏置器另一端连接的高速示波器，用于检测拍频信号，并在时域上将该拍频信号合并成眼图。通过本发明的太赫兹量子级联激光器系统及其表征模式稳定性的方法，解决了现有技术中没有有效表征太赫兹量子级联激光器模式稳定性方法的问题。

技术领域

本发明属于半导体光电器件应用技术领域，特别是涉及一种太赫兹量子级联激光器系统及其表征模式稳定性的方法。

背景技术

太赫兹(THz)波是指频率从100GHz到10THz，相应波长从3mm到3um范围内，介于毫米波与红外光之间的电磁波；从物理学看，THz波处于电子学向光子学的过渡区；从频域上看，THz波覆盖半导体以及等离子体的各特征能量、有机和生物大分子等的转动和振动能量、约50％的宇宙空间光子能量等；从应用角度看，THz波的频带宽、测量信噪比高、适合于信息领域的高空间和时间分辨率成像与信号处理、大容量与高保密的数据传输、射电天文探测、大气与环境监测、实时与安全的生物与医学诊断等等；因此，THz波在国民经济及国家安全等方面有重大的应用价值。

THz辐射源是THz频段应用的关键器件，在众多THz辐射产生方式中，基于半导体的全固态THz量子级联激光器(THz QCL)，是一种只有电子参与的单极激光器，电子通过子带间跃迁辐射太赫兹波。作为一种重要的太赫兹波辐射源，THz QCL由于其能量转换效率高、体积小、轻便和易集成等优点，成为本领域的研究热点。

由于在太赫兹通信、成像及光谱技术应用中，都要求THz QCL具有较好的模式稳定性，故现有技术中一般都采用饱和吸收效应的被动锁模以及施加调制信号的主动锁模机制来提高太赫兹量子级联激光器的模式稳定性。然而，现有技术中还没有一种能有效表征THzQCL模式稳定性的方法，因此，如何有效地表征THz QCL模式稳定性是目前丞待解决的问题。

鉴于此，有必要提供一种新的太赫兹量子级联激光器系统及其表征模式稳定性的方法用以解决此问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太赫兹量子级联激光器系统及其表征模式稳定性的方法，用于解决现有技术中没有有效表征THz QCL模式稳定性的方法的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种太赫兹量子级联激光器系统，所述太赫兹量子级联激光器系统包括：

直流驱动源，用于向所述太赫兹量子级联激光器系统供电；

与所述直流驱动源连接的T型偏置器，用于将直流驱动源提供的信号进行偏置，并将偏置信号提供给太赫兹量子级联激光器，以及耦合太赫兹量子级联激光器的拍频信号，并将该拍频信号引出到高速示波器；

与所述T型偏置器一端连接的太赫兹量子级联激光器，用于发生多纵模激射并产生拍频信号；

与所述T型偏置器另一端连接的高速示波器，用于检测该拍频信号，并在时域上将该拍频信号合并成眼图。

优选地，所述太赫兹量子级联激光器系统采用高频传输线连接。

优选地，所述太赫兹量子级联激光器采用液氦制冷或压缩机制冷。

优选地，所述直流驱动源提供的信号为电压信号或电流信号。

本发明还提供一种利用上述任一项所述的太赫兹量子级联激光器系统表征模式稳定性的方法，所述方法包括：

S1：直流驱动源通过T型偏置器将偏置信号加载到太赫兹量子级联激光器上；