[发明专利]基于编码调制的快速太赫兹光谱系统信噪比改善方法及系统

权利要求书

1.基于编码调制的快速太赫兹光谱系统信噪比改善方法，其特征在于，其特征在于，包括以下步骤：

(1)飞秒激光器输出的一路信号经过一段延迟光纤注入到太赫兹发射传输接收单元的光电导发射天线，产生自由载流子，自由载流子在光电导发射天线外具有一定编码方式的偏置电压下迅速迁移，产生以编码调制信号为副载波的太赫兹信号；

(2)步骤(1)得到的经过编码调制的太赫兹信号依次经过准直透镜和聚焦透镜，最终照射到太赫兹发射传输接收单元的光电导探测天线上，为光电导探测天线施加了偏置电场；

(3)快速光学延迟线在信号发生和采集处理单元的同步精确控制下，控制飞秒激光器的另一路输出光按时到达光电导探测天线，该过程产生的自由载流子在步骤(2)偏置电场的作用下，产生与经过编码调制的太赫兹信号强度成正比的电流信号；

(4)电流信号经过后续放大后进入信号发生和采集处理单元进行模数转换采集，转化为数字信号后，按照编码矩阵格式逐行存放在内部存储器中，并参照编码调制信号进行同步对齐，待多次累加后将累加后逐行数据发送至上位机；

(5)上位机依次存储编码矩阵各行的数据，待全部编码数据汇总后形成完整的信号矩阵，信号矩阵与编码矩阵的逆矩阵进行乘法运算，再进行移位和纵向累加，即可得到一组解码后的太赫兹时域信号数据。

2.根据权利要求1所述的基于编码调制的快速太赫兹光谱系统信噪比改善方法，其特征在于，步骤(1)中的编码方式为simplex码或Golay互补码，码元周期一般设置为百微秒量级，即码元重复频率为数千赫兹。

3.根据权利要求2所述的基于编码调制的快速太赫兹光谱系统信噪比改善方法，其特征在于，步骤(3)中提及快速光学延迟线与信号发生和采集处理单元同步，是指由信号发生和采集处理单元控制光学延迟线的周期扫描信号与输出编码调制信号的同步，方式为编码矩阵一行总编码时间长度不超过延迟线的扫描周期，且相邻两组编码信号的编码间隔与延迟线扫描信号保持同步。

4.基于编码调制的快速太赫兹光谱系统信噪比改善系统，其特征在于，包括飞秒激光器、光学延迟线，调制偏压源、信号发生和采集处理单元、太赫兹发射传输接收单元和上位机，其中，太赫兹发射传输接收单元为太赫兹信号发生、准直、聚焦和探测的部件，包括光电导发射天线和光电导探测天线；飞秒激光器与光电导发射天线连接，飞秒激光器通过光学延迟线与光电导探测天线连接，作用为产生高重频飞秒脉冲激光信号；光学延迟线用于控制系统的扫描延迟，实现对太赫兹信号的波形取样；调制偏压源用于产生高电压调制信号，并施加到光电导发射天线上；信号发生和采集处理单元作为系统的主控单元，分别与光学延迟线、调制偏压源、光电导探测天线和上位机连接，用于调制编码调制信号的产生，太赫兹信号的同步、采集、处理以及与上位机单元的通信；上位机用于与信号发生和采集处理单元进行通信，接收太赫兹时域脉冲信号数据并进行时频转换等后续处理。