本申请公开了一种超快脉冲信号产生定标装置、校准系统及标定方法，解决了现有技术中光电转换效率低、热稳定性差的问题。一种超快脉冲信号产生定标装置，第一飞秒激光器通过第一聚焦透镜将产生的飞秒激光汇聚到光驱动太赫兹开关机构表面生成超快脉冲信号。微波探针连通光驱动太赫兹开关机构和宽带实时示波器，将光驱动太赫兹开关机构产生的超快脉冲信号输出至宽带实时示波器。磁场源，用于提供垂直于飞秒激光辐射入射方向和信号线轴向穿过太赫兹自旋开关的磁场。本申请所述装置热稳定性极为优异，可以支持长时间的稳定工作。同时，对第一飞秒激光器的激光波长没有选择性，不再需要选用特定的激光波长与偏振态，进一步简化了系统设置。系统设置。系统设置。
【技术实现步骤摘要】
一种超快脉冲信号产生定标装置、校准系统及标定方法
[0001]本申请涉及无线电计量和测试
，尤其涉及一种超快脉冲信号产生定标装置、校准系统及标定方法。
技术介绍
[0002]示波器需要校准的众多指标参数中最终要的就是上升时间的指标。为了满足上升时间约为6ps的商品型实时示波器的校准，需要提供上升时间小于2ps的标准超快脉冲信号，才能在95％置信概率下将误差控制在5％左右。传统会使用基于光电导开关的电光取样系统产生上升时间小于2ps的脉冲信号，同时对产生的超快脉冲信号进行准确的测量与定标，经过定标的超快脉冲信号就可以作为标准超快脉冲信号用于商品型实时示波器上升时间的校准。在传统的超快脉冲信号产生定标装置中，常采用光电导开关的形式产生标准超快脉冲信号，产生的标准超快脉冲信号经由共面波导结构传输至微波探针，最后再通过微波探针将信号输入至待测的实时示波器，如图1所示。然而通过光电导开关本身光电转换效率低、热稳定性差的问题会导致该系统在长期加光加电的工作状态下使本应标准稳定的超快脉冲信号出现畸变，无法准确得到待测仪器的长期稳定性，严重限制了宽带示波器校准技术的发展。
技术实现思路
[0003]本申请实施例提供一种超快脉冲信号产生定标装置、校准系统及标定方法，解决了现有技术中光电转换效率低、热稳定性差的问题。
[0004]本申请实施例还提供一种超快脉冲信号产生定标装置，包含第一飞秒激光器、第一聚焦透镜、光驱动太赫兹开关机构、微波探针、宽带实时示波器和磁场源。所述第一飞秒激光器通过第一聚焦透镜将产生的飞秒激光汇聚到光驱动太赫兹开关机构表面生成超快脉冲信号。所述微波探针连通光驱动太赫兹开关机构和宽带实时示波器，将光驱动太赫兹开关机构产生的超快脉冲信号输出至宽带实时示波器。所述磁场源，用于提供垂直于飞秒激光辐射入射方向和信号线轴向穿过太赫兹自旋开关的磁场。
[0005]进一步地，所述光驱动太赫兹开关机构包含太赫兹自旋开关、共面波导传输结构和基底。所述太赫兹自旋开关和共面波导传输结构设置在基底上。所述共面波导传输结构包含信号线和地线。两个所述信号线分别连接在太赫兹自旋开关的两端。两个所述地线平行于信号线轴向设置在信号线和太赫兹自旋开关两侧。所述太赫兹自旋开关为分层结构，包含铁磁层和非铁磁层。所述非铁磁层远离铁磁层一侧固定连接在基底上。
[0006]进一步地，所述磁场源包含第一磁铁和第二磁铁。所述第一磁铁和第二磁铁分别位于光驱动太赫兹开关机构两侧。
[0007]进一步地，三根所述微波探针一端分别连接信号线和地线，另一端连接宽带实时示波器。
[0008]优选地，所述铁磁层材质为CoFeB。所述非铁磁层材质为铂(Pt)。所述共面波导传
输结构是贴在基底上的金(Au)层。所述基底材质为GaAs晶体。
[0009]本申请实施例还提供一种定标装置校准系统，用于上述任意一项实施例所述超快脉冲信号产生定标装置，包含第二飞秒激光器、激光分束单元、第二聚焦透镜、光学延时线和反射激光分析模块。所述第二飞秒激光器产生的飞秒激光依次穿过光学延时线、激光分束单元后通过第二聚焦透镜汇聚到光驱动太赫兹开关机构背面基底侧。所述光学延时线，用于延时第二飞秒激光器产生的激光。所述激光分束单元，用于透射第二飞秒激光器输出的飞秒激光，并反射光驱动太赫兹开关机构回送的飞秒激光至反射激光分析模块。所述反射激光分析模块，用于将接收的飞秒激光转化为电信号输出进行分析。
[0010]优选地，所述激光分束单元为平面分光镜。
[0011]进一步地，所述反射激光分析模块包含平衡光电探测器、锁相放大器和计算机。所述平衡光电探测器，用于接收从所述太赫兹自旋开关表面反射回的第二激光器产生的激光信号，并将其转换为电信号输出。所述锁相放大器，用于采集所述平衡光电探测器输出的电流信号。所述计算机，用于根据锁相放大器输出的电流信号计算所述超快脉冲信号的上升沿时间以对该超快脉冲信号进行定标，并为所述光学延时线提供扫描控制信号。
[0012]进一步地，所述光学延时线的移动控制由所述计算机提供。
[0013]本申请实施例还提供一种超快脉冲信号标定方法，用于上述任意一项实施例所述定标装置校准系统，包含方法：
[0014]开启第一飞秒激光器，并获取宽带实时示波器信息。
[0015]开启第二飞秒激光器，计算机控制所述光学延时线每步进一次，锁相放大器进行一次数据采集，使所述光学延时线扫描一个周期。
[0016]将整个周期内采集的测量数据进行数据处理，得到超快电脉冲。
[0017]对超快电脉冲进行定标，将此定标超快脉冲信号作为标准超快脉冲信号用于宽带实时示波器上升时间的校准。
[0018]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0019]本专利技术所述技术方案优点在于使用所述太赫兹自旋开关激发小于2ps的超快脉冲信号，并通过所述太赫兹自旋开关结构实现片上超快脉冲信号传输。由于所述太赫兹自旋开关使用铁磁材料与自旋霍尔材料在太赫兹频段没有吸收，因此其热稳定性极为优异，可以支持长时间的稳定工作。同时，太赫兹自旋开关对第一飞秒激光器的激光波长没有选择性，不再需要选用特定的激光波长与偏振态，进一步简化了系统设置。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0021]图1为现有技术光电导开关实施例结构图；
[0022]图2为本申请超快脉冲信号产生定标装置实施例结构图；
[0023]图3为本申请光驱动太赫兹开关机构实施例结构图；
[0024]图4为本申请定标装置校准系统的实施例结构图；
[0025]图5为本申请超快脉冲信号标定方法实施例流程图。
具体实施方式
[0026]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
[0028]图1为现有技术光电导开关实施例结构图。
[0029]如图1所示，在传统的超快脉冲信号产生定标装置中，常采用光电导开关的形式产生标准超快脉冲信号，产生的标准超快脉冲信号经由共面波导结构传输至微波探针，最后再通过微波探针将信号输入至待测的实时示波器。
[0030]图2为本申请超快脉冲信号产生定标装置实施例结构图。
[0031]本申请实施例还提供一种超快脉冲信号产生定标装置，包含第一飞秒激光器1、第一聚焦透镜2、光驱动太赫兹开关机构3、微波探针4、宽带实时示波器5和磁场源6。
[0032]所述第一飞秒激光器通过第一聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超快脉冲信号产生定标装置，其特征在于，包含第一飞秒激光器、第一聚焦透镜、光驱动太赫兹开关机构、微波探针、宽带实时示波器和磁场源；所述第一飞秒激光器通过第一聚焦透镜将产生的飞秒激光汇聚到光驱动太赫兹开关机构表面生成超快脉冲信号；所述微波探针连通光驱动太赫兹开关机构和宽带实时示波器，将光驱动太赫兹开关机构产生的超快脉冲信号输出至宽带实时示波器；所述磁场源，用于提供垂直于飞秒激光辐射入射方向和信号线轴向穿过太赫兹自旋开关的磁场。2.根据权利要求1所述超快脉冲信号产生定标装置，其特征在于，所述光驱动太赫兹开关机构包含太赫兹自旋开关、共面波导传输结构和基底；所述太赫兹自旋开关和共面波导传输结构设置在基底上；所述共面波导传输结构包含信号线和地线；两个所述信号线分别连接在太赫兹自旋开关的两端；两个所述地线平行于信号线轴向设置在信号线和太赫兹自旋开关两侧；所述太赫兹自旋开关为分层结构，包含铁磁层和非铁磁层；所述非铁磁层远离铁磁层一侧固定连接在基底上。3.根据权利要求1所述超快脉冲信号产生定标装置，其特征在于，所述磁场源包含第一磁铁和第二磁铁；所述第一磁铁和第二磁铁分别位于光驱动太赫兹开关机构两侧。4.根据权利要求2所述超快脉冲信号产生定标装置，其特征在于，三根所述微波探针一端分别连接信号线和地线，另一端连接宽带实时示波器。5.根据权利要求2所述超快脉冲信号产生定标装置，其特征在于，所述铁磁层材质为CoFeB；所述非铁磁层材质为铂；所述共面波导传输结构是贴在基底上的金层；所述基底材质为GaAs晶体。6.一种定标装置校准系统，用于权利要求1
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5任意一项所述超快脉冲信号产生定标装置，其特征在于，包含第二飞秒激光器、激光分束单元、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚鹏伟，刘健纯，谢文，谌贝，姜河，杨春涛，马红梅，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：
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