太赫兹激光的偏振调制调解装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种太赫兹激光的偏振调制调解装置，包括：驱动电源、太赫兹量子级联激光器、第一离轴抛物面镜、线偏振激光调制器、第二离轴抛物面镜、太赫兹量子阱探测器、电流放大器及示波器。采用太赫兹激光的量子级联激光器作为理想的线偏振激光源，并利用太赫兹量子阱探测器对线偏振激光的选择特性，整个装置无需额外的起偏器和解偏器，装置的偏振消光比大于1000，使得采用该偏振调制装置的通信系统具有优异的信噪比；此外通过以一定的速度快速旋转线偏振片，将偏振方向的周期变化转化为偏振光信号随时间的变化，可充分满足偏振调制解调的速度，实现信号的快速调制解调，从而为太赫兹频段提供一种基于偏振调制解调的无线通信技术手段。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于太赫兹应用
，特别是涉及一种太赫兹激光的偏振调制调解装置。
技术介绍
随着人类活动的日益频繁，人们对通信速率和通信容量的需求日益增加，人类通信的频率也逐渐向太赫兹(THz)频段靠近，THz无线通信技术被认为是下一代通信应用的重要发展方向。偏振调制是光通信中的常用手段，由于缺乏有效的外调制器和相应的调制手段，到目前为止，THz频段的通信技术均采用直接调制(内调制)方式，THz频段的偏振调制技术一直未能实现，尤其是在2-5THz频段。THz量子级联激光器(THzQCL)是一种半导体二维材料中电子从上能级跃迁到下能级而辐射出光的电子器件，具有能量转换效率高、体积小、可调制速度快以及使用寿命长等特点，由于器件发光是基于子带间的电子跃迁，THzQCL输出的激光具有很强的线偏振特性。THz量子阱探测器(THzQWP)是与THzQCL频率非常匹配的一种快速探测器，根据选择定则，二维量子阱材料中的电子只对沿生长方向有偏振分量的入射光有吸收，进而跃迁到准连续态，形成光生电流。因此，THzQWP通常采用45度斜面入射或者光栅正入射的波导结构，这使得器件对入射激光的偏振具有一定的选择性，尤其是光栅正入射的波导结构，其对入射激光偏振的选择接近线偏振特性。THzQCL和THzQWP的线偏振特性使得二者成为未来THz频段偏振调制解调技术研究中最具潜力的发射源和探测器。以THzQCL为发射源，THzQWP为探测端，通过调节光路中线偏振片的角度，实现对THzQCL出射激光的偏振调制，再利用THzQWP对线偏振激光的选择特性完成对调制偏振激光的解调，最终实现了对线偏振激光的调制、传输和解调过程，为实现基于偏振调制的THz无线通信技术奠定基础。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种太赫兹激光的偏振调制调解装置，该装置利用具有线偏振激光特性的激光源和探测器从原理上实现了对线偏振激光的调制和解调，为太赫兹频段的无线通信技术提供了一种颇具潜力的调制解调手段。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种太赫兹激光的偏振调制调解装置，所述太赫兹激光的偏振调制调解装置包括：驱动电源、太赫兹量子级联激光器、第一离轴抛物面镜、线偏振激光调制器、第二离轴抛物面镜、太赫兹量子阱探测器、电流放大器及示波器；所述太赫兹量子级联激光器与所述驱动电源相连接，适于在所述驱动电源的驱动信号下辐射出太赫兹线偏振激光；所述第一离轴抛物面镜位于所述太赫兹量子级联激光器的一侧，适于收集所述太赫兹量子级联激光器发出的线偏振激光，并将收集的所述线偏振激光改变成平行的线偏振激光传输至所述线偏振激光调制器；所述线偏振激光调制器适于接收所述第一离轴抛物面镜反射的平行的线偏振激光，并将接收的所述线偏振激光进行调制；所述第二离轴抛物面镜适于收集所述线偏振激光调制器调制后的线偏振激光，并将收集到的调制后的线偏振激光会聚于所述太赫兹量子阱探测器的敏感面上；所述太赫兹量子阱探测器适于接收所述第二离轴抛物面镜会聚的调制后的线偏振激光，并产生相应的光电流信号；所述电流放大器与所述太赫兹量子阱探测器相连接，适于提取所述太赫兹量子阱探测器产生的光电流信号，并将提取的光电流信号放大为电压信号输出；所述示波器与所述电流放大器相连接，适于接收并显示所述电流放大器输出的放大电压信号。作为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的一种优选方案，所述太赫兹量子级联激光器为端面发射结构。作为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的一种优选方案，所述太赫兹量子级联激光器的激射频率为2THz～5THz。作为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的一种优选方案，所述线偏振激光调制器包括线偏振片、旋转座及驱动器；所述线偏振片固定于所述旋转座的表面；所述旋转座与所述驱动器相连接，适于在所述驱动器驱动下带动所述线偏振片旋转，以将接收到的线偏振激光调制为线偏振强度周期性变化的线偏振激光。作为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的一种优选方案，所述线偏振片包括基底及位于所述基底表面的衍射光栅。作为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的一种优选方案，所述基底为聚乙烯基底，所述衍射光栅为金属线形成的衍射光栅。作为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的一种优选方案，所述旋转座为圆形旋转盘，在所述驱动器的驱动下，所述旋转座的最大转速可达20转/秒。作为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的一种优选方案，所述太赫兹量子阱探测器的探测频率范围为2THz～7THz。作为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的一种优选方案，所述太赫兹量子级联激光器输出激光的偏振方向与所述太赫兹量子阱探测器对激光的偏振选择方向相平行。本技术提供太赫兹激光的偏振调制调解装置的有益效果为：本技术采用太赫兹激光的量子级联激光器作为理想的线偏振激光源，并利用太赫兹量子阱探测器对线偏振激光的选择特性，整个装置无需额外的起偏器和解偏器，装置的偏振消光比大于1000，使得采用这种偏振调制装置的通信系统具有优异的信噪比。此外，本技术装置利用太赫兹量子阱探测器的快速光响应特性，通过以一定的速度快速旋转线偏振片，将偏振方向的周期变化转化为偏振光信号随时间的变化，所用激光探测器具有快速响应特性，可充分满足偏振调制解调的速度，实现信号的快速调制解调，从而可以为太赫兹频段提供一种基于偏振调制解调的无线通信技术手段。附图说明图1显示为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的结构及光路示意图。图2显示为本技术的太赫兹量子级联激光器激光输出示意图图3显示为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置中太赫兹量子级联激光器输出激光经过线偏振片后到达热探测器上的激光功率随线偏振片角度的变化图。图4显示为本技术的线偏振片构成示意图图5显示为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置中太赫兹量子级联激光器归一化发射谱与太赫兹量子阱探测器归一化光电流谱的对比图。图6显示为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置中太赫兹量子级联激光器输出激光经过线偏振片后到达太赫兹量子阱探测器上的激光功率随线偏振片角度的变化图。图7显示为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的实现方法的流程示意图。图8显示为本技术的太赫兹激光的偏振调制调解装置的实现方法中太赫兹量子阱探测器对线偏振片调制线偏振激光响应后随时间变化的信号波形。元件标号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹激光的偏振调制调解装置，其特征在于，所述太赫兹激光的偏振调制调解装置包括：驱动电源、太赫兹量子级联激光器、第一离轴抛物面镜、线偏振激光调制器、第二离轴抛物面镜、太赫兹量子阱探测器、电流放大器及示波器；所述太赫兹量子级联激光器与所述驱动电源相连接，适于在所述驱动电源的驱动信号下辐射出太赫兹线偏振激光；所述第一离轴抛物面镜位于所述太赫兹量子级联激光器的一侧，适于收集所述太赫兹量子级联激光器发出的线偏振激光，并将收集的所述线偏振激光改变成平行的线偏振激光传输至所述线偏振激光调制器；所述线偏振激光调制器适于接收所述第一离轴抛物面镜反射的平行的线偏振激光，并将接收的所述线偏振激光进行调制；所述第二离轴抛物面镜适于收集所述线偏振激光调制器调制后的线偏振激光，并将收集到的调制后的线偏振激光会聚于所述太赫兹量子阱探测器的敏感面上；所述太赫兹量子阱探测器适于接收所述第二离轴抛物面镜会聚的调制后的线偏振激光，并产生相应的光电流信号；所述电流放大器与所述太赫兹量子阱探测器相连接，适于提取所述太赫兹量子阱探测器产生的光电流信号，并将提取的光电流信号放大为电压信号输出；所述示波器与所述电流放大器相连接，适于接收并显示所述电流放大器输出的放大电压信号。...

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹激光的偏振调制调解装置，其特征在于，所述太赫兹激光的偏振调制调解装置
包括：驱动电源、太赫兹量子级联激光器、第一离轴抛物面镜、线偏振激光调制器、第二
离轴抛物面镜、太赫兹量子阱探测器、电流放大器及示波器；
所述太赫兹量子级联激光器与所述驱动电源相连接，适于在所述驱动电源的驱动信
号下辐射出太赫兹线偏振激光；
所述第一离轴抛物面镜位于所述太赫兹量子级联激光器的一侧，适于收集所述太赫
兹量子级联激光器发出的线偏振激光，并将收集的所述线偏振激光改变成平行的线偏振激
光传输至所述线偏振激光调制器；
所述线偏振激光调制器适于接收所述第一离轴抛物面镜反射的平行的线偏振激光，
并将接收的所述线偏振激光进行调制；
所述第二离轴抛物面镜适于收集所述线偏振激光调制器调制后的线偏振激光，并将
收集到的调制后的线偏振激光会聚于所述太赫兹量子阱探测器的敏感面上；
所述太赫兹量子阱探测器适于接收所述第二离轴抛物面镜会聚的调制后的线偏振激
光，并产生相应的光电流信号；
所述电流放大器与所述太赫兹量子阱探测器相连接，适于提取所述太赫兹量子阱探
测器产生的光电流信号，并将提取的光电流信号放大为电压信号输出；
所述示波器与所述电流放大器相连接，适于接收并显示所述电流放大器输出的放大
电压信号。
2.根据权利要求1所述的太赫兹激光的偏振调制调解装置，其特征在于：所述太...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭智勇，曹俊诚，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31