太赫兹量子级联激光器锁相系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种太赫兹量子级联激光器锁相系统及锁相方法，锁相系统包括：太赫兹光源模块，用于实现太赫兹信号的输出；太赫兹信号下变频模块，与太赫兹光源模块相连接，用于接收所述太赫兹信号并产生太赫兹信号的拍频信号；锁相模块，与太赫兹信号下变频模块相连接，用于接收所述拍频信号并产生驱动补偿信号，所述驱动补偿信号输入至太赫兹光源模块，用于实现太赫兹量子级联激光器的锁相。通过上述方案，本发明专利技术率先采用太赫兹量子阱探测器对太赫兹信号进行下变频，实现快速准确的提取混频信号；选用多模太赫兹量子级联激光器代替传统的射频倍频链太赫兹本振源，利用自身的拍频信号实现下变频显著降低了锁相技术系统构建的难度与复杂度。

Terahertz quantum cascade laser phase-locked system and method

The invention provides a terahertz quantum cascade laser phase-locked system and phase locking method, phase lock system includes a light source module for terahertz, terahertz signal output; terahertz signal down conversion module is connected with the terahertz light source module, for receiving the beat signal is Hertz signal and generates terahertz signal; phase lock module, and terahertz signal conversion module is connected for receiving the beat signal and generates a driving signal of the driving compensation, compensation signal input to the terahertz light source module for phase-locked terahertz quantum cascade lasers. Through the scheme, the invention pioneered the use of terahertz quantum well photodetectors for down conversion of terahertz signal to achieve the extraction of mixing signal quickly and accurately; the multi-mode terahertz quantum cascade lasers instead of the traditional radio frequency multiplier chain terahertz oscillator, the beat frequency signal to achieve their own conversion significantly reduced the PLL system construction difficulty and complexity.

【技术实现步骤摘要】
太赫兹量子级联激光器锁相系统及方法
本专利技术属于光学应用
，特别是涉及一种太赫兹量子级联激光器锁相系统及方法。
技术介绍
太赫兹(Terahertz,THz)波在电磁波谱中位于毫米波和远红外射线之间，在公共安全，通信传输，生物医学，产品质量控制和大气环境监测等领域展现出极大的应用潜力和价值。在众多的THz研究方向中，THz光源被视为最为重要的技术基础。一个性能稳定的THz光源，将会大幅提高相关THz应用技术及系统的实际效果，如THz成像分辨率，THz通信带宽及光谱识别效率等均与THz光源品质息息相关。在众多的THz光源中，THzQCL以其高输出功率，高频谱质量和体积小易集成的特点在THz领域里被广泛研究。目前，THzQCL的频谱覆盖范围已经实现了1.2～5.2THz频段的覆盖，最高工作温度已经达到200K,连续波输出功率超过100mW，脉冲输出峰值功率超过1W，等等，同时通过引入调谐技术，THzQCL已经实现的300GHz的频谱带宽输出，使其在高精度光谱领域的应用成为了现实。然而，THzQCL的稳定性一直是THz领域内的重点研究课题，THzQCL属于子带间跃迁的半导体激光器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹量子级联激光器锁相系统，其特征在于，包括：太赫兹光源模块，包括太赫兹量子级联激光器，用于实现太赫兹信号的输出；太赫兹信号下变频模块，与所述太赫兹光源模块相连接，用于接收所述太赫兹信号并产生所述太赫兹信号的拍频信号，以实现下变频功能；锁相模块，与所述太赫兹信号下变频模块相连接，用于接收所述拍频信号，并依据所述拍频信号产生驱动补偿信号，所述驱动补偿信号输入至所述太赫兹光源模块，用于实现所述太赫兹量子级联激光器的锁相。

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹量子级联激光器锁相系统，其特征在于，包括：太赫兹光源模块，包括太赫兹量子级联激光器，用于实现太赫兹信号的输出；太赫兹信号下变频模块，与所述太赫兹光源模块相连接，用于接收所述太赫兹信号并产生所述太赫兹信号的拍频信号，以实现下变频功能；锁相模块，与所述太赫兹信号下变频模块相连接，用于接收所述拍频信号，并依据所述拍频信号产生驱动补偿信号，所述驱动补偿信号输入至所述太赫兹光源模块，用于实现所述太赫兹量子级联激光器的锁相。2.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器锁相系统，其特征在于，所述太赫兹信号下变频模块包括太赫兹量子阱探测器，所述太赫兹量子阱探测器作为混频器，用于获取所述太赫兹信号的拍频信号，所述太赫兹量子阱探测器为AlGaAs/GaAs材料体系的多量子阱结构探测器。3.根据权利要求2所述的太赫兹量子级联激光器锁相系统，其特征在于，所述太赫兹信号下变频模块还包括微带线，所述微带线设置于所述太赫兹量子阱探测器顶端，用于导出所述拍频信号，所述拍频信号的频率小于50GHz。4.根据权利要求2所述的太赫兹量子级联激光器锁相系统，其特征在于，所述太赫兹信号下变频模块还包括依次连接的放大器及偏置器，其中，所述放大器一端与所述太赫兹量子阱探测器相连接，用于放大所述拍频信号，所述偏置器一端与所述锁相模块相连接，用于将经所述放大器放大的所述拍频信号传输至所述锁相模块。5.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器锁相系统，其特征在于，所述锁相模块包括拍频信号下变频单元，所述拍频信号下变频单元包括混频器及本振源，其中，所述混频器接收所述太赫兹信号下变频模块产生的所述拍频信号，并将其与所述本振源进行混频得到差频信号，以实现所述拍频信号的下变频，所述本振源的频率与所述拍频信号的频率的差值低于500MHz。6.根据权利要求5所述的太赫兹量子级联激光器锁相系统，其特征在于，所述锁相模块还包括相位补偿单元，所述相位补偿单元为PID控制器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，万文坚，黎华，符张龙，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：发明
国别省市：上海,31