[发明专利]一种太赫兹线宽测量装置及方法

说明书

本发明公开一种太赫兹线宽测量装置及方法。所述装置包括步进电机、处理器和依次设置的准直镜、F‑P前腔镜、F‑P后腔镜、聚焦透镜及太赫兹探测器；步进电机与F‑P后腔镜连接，控制F‑P后腔镜移动，调节F‑P后腔镜与F‑P前腔镜之间的距离；太赫兹探测器检测待测太赫兹波的透射功率；处理器控制步进电机移动，记录步进电机的移动距离以及与移动距离对应的透射功率，处理计算，得到待测太赫兹波光束线宽。利用步进电机控制F‑P后腔镜移动，并利用太赫兹探测器检测待测太赫兹波光束的透射功率，通过移动距离和透射功率拟合计算得到待测太赫兹波光束线宽，测量过程中，无需高反射率F‑P腔镜，降低测量难度和成本。

技术领域

本发明涉及太赫兹检测技术领域，特别是涉及一种太赫兹线宽测量装置及方法。

背景技术

近年来太赫兹单色光源技术发展迅猛，能够产生太赫兹光源器件种类多样，如差频太赫兹源、太赫兹参量振荡器、种子注入式太赫兹参量产生器等，与之对应的太赫兹线宽在0.1GHz-50GHz之间。

对太赫兹线宽的测量大都使用F-P干涉仪进行测量，而现有技术F-P干涉仪测量太赫兹线宽的方法主要依靠对干涉峰半高全宽(full width at half maxima，FWHM)测量，但是这种测量方法对F-P干涉仪的腔镜反射率和腔长要求较高，需要有高反射率的金属网栅反射镜和较长的腔长以获得足够的精细度，而高反射率的F-P腔镜成本较高，使太赫兹线宽的测量中有较大的成本支出。同时，透过太赫兹信号弱、缺乏高灵敏探测器和网栅反射镜而得不到足够精细的干涉峰，探测信噪比低，对测量操作要求较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种不依赖干涉峰FWHM信息，无需高反射率F-P腔镜的太赫兹线宽测量装置及方法，降低测量成本和测量难度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种太赫兹线宽测量装置，所述装置包括步进电机、处理器和依次设置的准直镜、F-P前腔镜、F-P后腔镜、聚焦透镜及太赫兹探测器；

所述准直镜、所述F-P前腔镜、所述F-P后腔镜、所述聚焦透镜和所述太赫兹探测器的光轴均与待测太赫兹波光束同轴；

所述准直镜用于对所述待测太赫兹波光束进行准直，得到平行待测太赫兹波光束；

所述F-P前腔镜和所述F-P后腔镜用于使所述平行待测太赫兹波光束产生干涉；

所述步进电机与所述F-P后腔镜连接，用于控制所述F-P后腔镜移动，调节所述F-P后腔镜与所述F-P前腔镜之间的距离；

所述聚焦透镜用于对经过干涉的待测太赫兹波光束进行汇聚；

所述太赫兹探测器用于检测汇聚后的待测太赫兹波光束的透射功率；

所述处理器分别与所述步进电机和所述太赫兹探测器连接，用于控制所述步进电机移动，记录所述步进电机的移动距离以及与所述移动距离对应的所述透射功率，并对所述移动距离和所述透射功率进行处理计算，得到待测太赫兹波光束线宽。

可选的，所述太赫兹探测器为高莱探测器。

可选的，所述装置还包括斩波器，

所述斩波器位于所述聚焦透镜与所述高莱探测器之间，用于调节汇聚后的待测太赫兹波光束的脉冲频率，使所述脉冲频率与所述高莱探测器适配。

可选的，所述F-P前腔镜和所述F-P后腔镜均为两面抛光高阻硅片。

可选的，所述步进电机的步长为1μm。

可选的，所述准直镜和所述聚焦透镜的焦距均为100mm。

一种太赫兹线宽测量方法，所述方法包括：