[发明专利]一种基于缺陷感应面的小型化太赫兹信号探测器

说明书

本申请公开了一种基于缺陷感应面的小型化太赫兹信号探测器，包括缺陷感应面，在所述缺陷感应面的不同位置处设置电流探测器，所述电流探测器的信号输入端与所述缺陷感应面电连接，多个所述电流探测器的信号输出端与一多路复用器的信号输入端电连接，所述多路复用器将多个电流探测器的输出信号复用为两路输出给运算放大器。缺陷感应面的缺陷结构和多组电流探测器提高了入射太赫兹波的分析精度和频谱测量范围，采用多路复用器可以节省后续电路面积，使得探测器更易于集成于芯片上，实现了在高频谱分辨率与宽频谱测量范围探测器的小型化。

技术领域

本申请涉及探测器技术领域，具体涉及一种基于缺陷感应面的小型化太赫兹信号探测器。

背景技术

随着各类电子产品的增多，从射频到微波、毫米波的频段资源正在被不断消耗。太赫兹波由于具有丰富的频谱资源和独特的性质而获得了飞速发展，从无创成像、传感到违禁品探测、环境监测和超高速无线通信等领域均具有巨大的应用潜力与市场价值。

如图1所示，现有技术一提供了一种探测器系统框架，包括激光源、时间延迟单元、太赫兹源、太赫兹探测部分、锁相放大器、斩波器等。本实施例中太赫兹波的产生和检测本质上是一个泵浦/探测的检测过程。其中泵浦光束用来产生太赫兹辐射，而探测光束则被用于测量太赫兹信号，利用光学延迟法可以改变泵浦光和探测光的相位从而测量太赫兹信号。该方案系统产生的信号强度一般很弱，因此需要高灵敏度的探测器，同时需要使用锁相放大器来调制和解调太赫兹信号。但是该方案利用复杂的时域光谱系统实现，依赖于包括飞秒激光、非线性光学元件和机械延迟线等等在内的一系列光学元件，导致整个系统体积庞大、价格昂贵、集成度低。

如图2所示，现有技术二提供了一种系统框架，采用经典相干下变频结构，太赫兹信号由宽带天线捕获，通过与本振信号混频将入射谱的不同部分降频转换，从而进行频谱分析。该方案能够在较窄的频段上实现更高的频谱分辨率。但是该方案所能分析的频谱范围受到本振信号带宽的限制，而本振信号的产生需要振荡器、锁相环等等的组合，在太赫兹频率范围和宽带宽的前提下，该方案难以在芯片上实现，集成度较低。

因此，现有的太赫兹探测技术中，多数技术集成度较低，难以集成到芯片上，并且在频谱分辨率与频谱测量范围上仍然存在不足。因此，如何实现具备高频谱分辨率与宽频谱测量范围的小型化太赫兹信号探测是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于缺陷感应面的小型化太赫兹信号探测器，包括缺陷感应面，在所述缺陷感应面的不同位置处设置电流探测器，所述电流探测器的信号输入端与所述缺陷感应面电连接，所述电流探测器的信号输出端与多路复用器的信号输入端电连接，所述多路复用器将电流探测器的输出信号复用为两路输出给运算放大器。

采用上述实现方式，缺陷感应面的缺陷结构和多组电流探测器提高了入射太赫兹波的分析精度和频谱测量范围，采用多路复用器可以节省后续电路面积，使得探测器更易于集成于芯片上，实现了在高频谱分辨率与宽频谱测量范围探测器的小型化。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述缺陷感应面的不同形状和不同尺寸的缺陷结构对应不同频率的入射太赫兹波。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，根据测量范围的不同，所述缺陷结构的形状、尺寸或缺陷结构阵列单元的数量不同。

结合第一方面或第一方面第一至二种任一可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述缺陷感应面的缺陷结构包括：U形缺陷结构、C形缺陷结构、矩形缺陷结构或螺旋形缺陷结构。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述缺陷感应面设置有金属层，所述缺陷结构刻蚀在所述金属层上。