[发明专利]全频段太赫兹四倍频模块

说明书

本发明公开了一种全频段太赫兹四倍频模块，包括金属上基座(1)、金属下基座(2)、第一匹配波导(3)、芯片通道(4)、第二匹配波导(5)和太赫兹全频段倍频芯片(7)；金属上基座(1)和金属下基座(2)形成腔体，第一匹配波导(3)设置在腔体内的输入端，第二匹配波导(5)设置在腔体内的输出端；芯片通道(4)设置在腔体的输入端和输出端之间，芯片通道(4)内设置太赫兹全频段倍频芯片(7)；太赫兹全频段倍频芯(7)安装在金属上基座(1)上，太赫兹全频段倍频芯片(7)分别与第一匹配波导(3)和第二匹配波导(5)连接。其可以降低太赫兹波信号发生设备的复杂性，提高相应设备的集成度。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种全频段太赫兹四倍频模块。

背景技术

太赫兹波(Terahertz，简写THz)通常是指频率在0.1THz～10THz(波长为30μm～3mm)范围内的电磁波。1THz(1012Hz)对应波数为33.3cm^-1，能量为4.1meV，波长为300μm。从频谱上看，太赫兹波在电磁波谱中介于微波与红外之间，处于电子学向光子学过渡的区域，处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。在电子学领域，太赫兹波被称为亚毫米波；在光学领域，它又被称为远红外射线；从能量上看，太赫兹波段的能量介于电子和光子之间。

传统的电子学方法和光学方法都难以产生高质量的太赫兹波，随着光电子技术和半导体技术的发展，使用超快激光轰击非线性晶体或光电导偶极可以实现毫瓦级功率输出和频率可调的太赫兹波，这就为研究提供了一个稳定和有效的手段；利用电真空返波管(BWO)通过锁相，也可以实现1.2THz频率以下毫瓦级功率输出和频率可调的太赫兹波；量子级联(QCL)外加锁相机制，可实现2THz频率以上毫瓦级功率输出和频率可调的太赫兹波。但这些技术都存在系统复杂、集成度差的问题。。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种全频段太赫兹四倍频模块。

为实现本发明的目的，提供一种已经实验验证的全频段太赫兹四倍频模块，包括金属上基座、金属下基座、第一匹配波导、芯片通道、第二匹配波导和太赫兹全频段倍频芯片；

所述金属上基座和金属下基座形成腔体，所述第一匹配波导设置在所述腔体内的输入端，所述第二匹配波导设置在所述腔体内的输出端；所述芯片通道设置在所述腔体的输入端和输出端之间，所述芯片通道内设置太赫兹全频段倍频芯片；所述太赫兹全频段倍频芯安装在金属上基座上，所述太赫兹全频段倍频芯片分别与第一匹配波导和第二匹配波导连接。

在一个实施例中，全频段太赫兹四倍频模块，还包括直流馈线和SMA接头，所述直流馈线连接在所述太赫兹全频段倍频芯片和SMA接头之间，所述SMA接头用于引入外接电源。

在一个实施例中，所述太赫兹全频段倍频芯片包括芯片本体和分别设置于芯片本体上的太赫兹肖特基串联管对、输入端波导微带耦合单元、输出端波导微带耦合单元、高低阻低通滤波器、直流偏置线和梁式引线；

太赫兹肖特基串联管对内形成直流和射频回路，太赫兹肖特基串联管对的第一端连接输出端波导微带耦合单元，太赫兹肖特基串联管对的第二端连接高低阻低通滤波器，太赫兹肖特基串联管对的第三端连接直流偏置线，太赫兹肖特基串联管对的第四端连接接地梁式引线，高低阻低通滤波器通过输入端波导微带耦合单元连接第一匹配波导，输出端波导微带耦合单元连接第二匹配波导。

作为一个实施例，所述太赫兹肖特基串联管对的拓扑结构为串联结构。

在一个实施例中，所述太赫兹全频段倍频芯片包括砷化镓薄膜或石英基底。

在一个实施例中，所述太赫兹全频段倍频芯片的厚度介于2um～50um。

在一个实施例中，所述金属上基座和金属下基座的两侧分别设置连接标准法兰盘接口。

在一个实施例中，所述金属上基座和金属下基座通过定位销连接。