[发明专利]一种太赫兹频率测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种太赫兹频率测量装置及方法。该装置包括：泵浦光发生模块、非线性晶体、近红外测量模块和信号处理模块；泵浦光发生模块用于产生泵浦光，并将泵浦光传输至非线性晶体；非线性晶体设置在泵浦光与待测太赫兹波的交点处；非线性晶体将信号光和泵浦光传输至近红外测量模块；近红外测量模块设置在非线性晶体的出射光路上，近红外测量模块用于测量信号光的波长和泵浦光的波长；信号处理模块用于根据信号光的波长和泵浦光的波长计算待测太赫兹波的频率。本发明将太赫兹的频率转换到近红外进行测量，能够提高测量太赫兹频率的便捷性。

技术领域

本发明涉及电磁波检测技术领域，特别是涉及一种太赫兹频率测量装置及方法。

背景技术

太赫兹(THz)波是频率处于0.1THz-10THz范围内的高频电磁波，其位于目前尚未被充分研究的毫米波与红外光之间的频率范围，由于其频带的特殊性，使太赫兹波具有强穿透性、高信噪比、频带宽、低辐射等特点，因此在通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域有着极为广泛的应用需求和价值。但也正是由于这种特殊性给其信号测量带来了诸多困难，尤其是频率测量更具挑战。因为相较于传统的电磁波信号，其频率太高，无法用示波器或者频谱仪直接测量。

近年来电子学太赫兹光源技术发展迅猛。如谐振隧道二极管(RTD)，频率突破1THz向更高频率拓展，但是高频率伴随辐射功率大幅下降，设计频率与实际频率往往需要检测和校准，且难以用频谱仪等电子学手段测定频率。

现有技术对太赫兹高频频率测量装置主要是：法布里-珀罗(F-P)干涉仪和傅里叶变换红外光谱仪，方法均为干涉仪原理。需要一定的扫描时间，需要光源与测量设备的匹配对接。如F-P干涉仪，对F-P腔镜的反射率、腔镜调节、光束准直提出了较高的要求。实际情况下，往往由于透过太赫兹信号弱、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，甚至因为光束准直、操作和步进问题出现测量错误。

发明内容

本发明的目的是提供一种太赫兹频率测量装置及方法，将太赫兹的频率转换到近红外进行测量，能够提高测量太赫兹频率的便捷性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种太赫兹频率测量装置，包括：泵浦光发生模块、非线性晶体、近红外测量模块和信号处理模块；

所述泵浦光发生模块用于产生泵浦光，并将所述泵浦光传输至所述非线性晶体；所述非线性晶体设置在所述泵浦光与待测太赫兹波的交点处；所述非线性晶体用于根据所述泵浦光与所述待测太赫兹波的光参量过程产生信号光，并将所述信号光和所述泵浦光传输至所述近红外测量模块；所述近红外测量模块设置在所述非线性晶体的出射光路上，所述近红外测量模块用于测量所述信号光的波长和所述泵浦光的波长；所述信号处理模块与所述近红外测量模电连接；所述信号处理模块用于根据所述信号光的波长和所述泵浦光的波长计算所述待测太赫兹波的频率。

优选地，还包括移动平台；

所述移动平台上固定设置有所述非线性晶体；所述移动平台用于带动所述非线性晶体运动，以改变所述非线性晶体中的所述待测太赫兹波和所述信号光的光路传播距离

优选地，所述所述泵浦光发生模块包括：泵浦源和第一反射镜；

所述泵浦源用于产生所述泵浦光，所述第一反射镜用于将所述泵浦光反射至所述非线性晶体。

优选地，还包括：延迟线和第二反射镜和第三反射镜；

所述第二反射镜用于将所述泵浦光反射至所述延迟线；所述延迟线用于改变所述泵浦光的光路距离，得到延迟光；所述第三反射镜用于将所述延迟光反射至所述第一反射镜。

优选地，所述泵浦源为可饱和吸收体被动调Q激光器。

优选地，还包括：时间同步控制模块；