太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102346071A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102346071A(43)申请公布日2012.02.08(21)申请号201010244022.4(22)申请日2010.08.03(71)申请人中国科学院上海微系统与信息技术研究所地址200050上海市长宁区长宁路865号(72)发明人郭旭光曹俊诚谭智勇韩英军黎华(74)专利代理机构上海光华专利事务所31219代理人李仪萍(51)Int.Cl.G01J3/45(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪(57)摘要本发明公开了一种太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，包括：迈克尔逊干涉仪；位于迈克尔逊干涉仪输入端的样品室；位于迈克尔逊干涉仪输出端的THz量子阱光子探测器；THz源和调制信号模块、锁相放大器以及控制计算机。锁相放大器与THz量子阱光子探测器相连；控制计算机与锁相放大器相连，并且还与迈克尔逊干涉仪的动镜相连，控制动镜位置实现动镜的定步长移动；THz源和调制信号模块将带有扰动信号的THz激光发射到样品室，并将扰动信号发送至锁相放大器，经锁相放大器放大后发送给控制计算机。本发明用THz量子阱光子探测器代替DTGS-PE和Si热释电探测器，大大提高了傅立叶变换光谱仪在THz波段的时间分辨率。CN1023467ACCNN110234607102346091A权利要求书1/1页1.一种太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于，包括：迈克尔逊干涉仪；样品室，位于迈克尔逊干涉仪的输入端；THz量子阱光子探测器，位于迈克尔逊干涉仪的输出端；锁相放大器，与THz量子阱光子探测器相连，接收并放大THz量子阱光子探测器探测到的信号；控制计算机，与锁相放大器相连，接收经锁相放大器放大的信号；并且所述控制计算机还与迈克尔逊干涉仪的动镜相连，控制动镜位置实现动镜的定步长移动；THz源和调制信号模块，将带有扰动信号的THz激光发射到样品室，并将扰动信号发送至锁相放大器，经锁相放大器放大后发送给控制计算机。2.根据权利要求1所述的太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于：所述THz量子阱光子探测器安装于液氦杜瓦瓶中。3.根据权利要求2所述的太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于：所述液氦杜瓦瓶与制冷机相连。4.根据权利要求3所述的太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于：所述制冷机为闭循环机械制冷机。5.根据权利要求2所述的太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于：所述THz量子阱光子探测器通过SMA基座安装于液氦杜瓦瓶中。6.根据权利要求2所述的太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于：所述THz量子阱光子探测器采用半刚性不锈钢同轴线通过真空密闭的BNC接头与外部连接。7.根据权利要求2所述的太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于：所述液氦杜瓦瓶利用聚乙烯或聚丙烯作为入射窗口，使迈克尔逊干涉仪输出端输出的激光通过所述入射窗口发射到所述THz量子阱光子探测器上。8.根据权利要求1所述的太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于：所述样品室为杜瓦瓶，其利用聚乙烯或聚丙烯作为出射窗，使样品室中的待测激光通过所述出射窗发射入迈克尔逊干涉仪的输入端。9.根据权利要求1所述的太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪，其特征在于：所述THz量子阱光子探测器采用分子束外延生长的GaAs和(Al，Ga)As组成的多量子阱结构，其中(Al，Ga)As表示GaAs晶体中部分Ga原子被Al原子替代。2CCNN110234607102346091A说明书1/4页太赫兹波段纳秒时间分辨傅立叶变换光谱仪技术领域[0001]本发明涉及一种太赫兹波段的时间分辨傅立叶变换光谱仪，尤其是指一种具有纳秒级时间分辨率的太赫兹波段的时间分辨傅立叶变换光谱仪。背景技术[0002]太赫兹(THz)波是指电磁波谱中频率从100GHz到30THz(1THz＝1012Hz)，相应波长从3毫米到10微米，介于毫米波与红外光之间的电磁波谱区域。长期以来由于缺乏高效的THz源和高灵敏度的检测手段，使得这一波谱区成为整个电磁波谱中存留的唯一未被充分开发利用的区域。[0003]THz技术应用的核心部件之一是THz探测器。目前发展较为成熟的THz探测器包括广泛应用于THz时域谱技术的电光晶体探测器；基于LiTaO3晶体的单元和阵列焦热电探测器，此类探测器有较高探测灵敏度、宽光谱响应范围和室温工作的优点；高灵敏度Si热释电探测器；应用于宇宙微波、THz背景辐射观测的基于低温超导薄膜的约瑟夫森结和热电子热释电外差THz探测器。基于半导体低维结构的THz量子阱光子探测