一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统，涉及太赫兹波测量技术领域，包括产生路和探测路，产生路和探测路均通过光纤耦合激光器产生输出激光，产生路将输出的激光转化成太赫兹波传输到目标区，目标区反射到探测路，探测路通过激光激发接收探测器接收太赫兹波，并将太赫兹波转为电流进行测量，本发明专利技术具有解决了中光纤耦合技术应用到太赫兹时域光谱紧缩场测量系统时遇到的器件选择、系统集成等技术难题的优点。集成等技术难题的优点。集成等技术难题的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统


[0001]本专利技术涉及太赫兹波测量
，尤其涉及一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统。

技术介绍

[0002]太赫兹波介于微波和红外之间，具有天然的波段优势，一直以来由于缺少高效的硬件设备，属于开发潜力巨大的新频段，也是各国竞争的战略资源频段，在雷达目标特性领域有极大的应用前景。在紧缩场测量方面，微波、毫米波波段具有成熟的系统建设方案，而太赫兹频段受限于器件水平的发展，一直未形成规范的测量系统。利用太赫兹时域光谱技术特有的大带宽、高信噪比、高时域分辨的特点应用与紧缩场测量具有独特的技术应用场景优势。
[0003]而基于光纤耦合的太赫兹时域光谱技术具有光路简洁、易操作、偏振易调节、性能优异等优势，已应用于光谱测量等领域，但在较大静区尺寸的紧缩场测量中尚未有应用。在面临器件选择、系统集成等还有诸多技术难题。
[0004]因此，针对以上不足，需要提供一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本专利技术要解决的技术问题是解决现有的太赫兹时域光谱紧缩场测量尚未规范性系统的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统，包括产生路和探测路，产生路和探测路均通过光纤耦合激光器产生输出激光，产生路将输出的激光转化成太赫兹波传输到目标区，目标区反射到探测路，探测路通过激光激发接收探测器接收太赫兹波，并将太赫兹波转为电流进行测量。
[0009]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，产生路为产生太赫兹波的光路以及太赫兹波的传输光路，探测路为激光激发接收探测器所传输的光路，产生路和探测路的光程差为激光脉冲空间周期的整数倍。
[0010]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，产生路包括产生路功率衰减器、发射天线、第一抛物面镜和第二抛物面镜，产生路功率衰减器接收并衰减从光纤耦合激光器产生的激光功率，发射天线接收从产生路功率衰减器衰减的激光后产生太赫兹波，经由第一抛物面镜和第二抛物面镜传输到目标区。
[0011]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，探测路包括探测路功率衰减器、光纤延迟线和接收天线，探测路功率衰减器接收并衰减从光纤耦合激光器产生的激光功率，光纤延迟线接收从探测路功率衰减器衰减的激光并进行扫描，接收天线接收到光纤延迟线的激光后产生载流子，接收天线内的载流子接收到目标区反射的太赫兹波，经过调制下产生电流，通
过检测电流则测出太赫兹波。
[0012]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，第二抛物面镜与目标区直接还设有反射镜和主抛物面镜，第二抛物面镜将太赫兹波传输到反射镜，反射镜再将太赫兹波反射至主抛物面镜，最后通过主抛物面镜反射到目标区。
[0013]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，主抛物面镜接收到目标区反射的太赫兹波，再反射到反射镜，经由反射镜反射到接收天线处。
[0014]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，发射天线位于第一抛物面镜的焦点处，第二抛物面镜和主抛物面镜组成扩束光路且扩束比为焦距比。
[0015]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，光纤耦合激光器输出脉宽小于100fs，接口为FC/APC，采用保偏光纤传输线。
[0016]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，产生路功率衰减器和探测路功率衰减器相同，偏振消光比均大于16dB。
[0017]作为对本专利技术的进一步说明，优选地，光纤延迟线输出功率波动小于2.5dB，插损优于1.5dB。
[0018](三)有益效果
[0019]本专利技术的上述技术方案具有如下优点：
[0020]本专利技术设计了一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统，不仅能准确检测出太赫兹波，还为此类测量系统的设置建立了规范性的参照，填补了在较大静区尺寸的紧缩场测量的技术空白。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的测量系统组成图。
[0022]图2是本专利技术的测量系统所测平板时域信号图。
[0023]图中：1、光纤耦合激光器；2、产生路功率衰减器；21、发射天线；22、第一抛物面镜；23、第二抛物面镜；3、探测路功率衰减器；31、光纤延迟线；32、接收天线；33、第三抛物面镜；4、偏置电压源；5、反射镜；6、主抛物面镜；7、目标区。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统，如图1所示，包括产生路和探测路，产生路和探测路均通过光纤耦合激光器1产生输出激光，综合产生路和探测路的各器件光纤长度与太赫兹波的光程，预设产生路和探测路的光纤长度，据此设置光纤耦合激光器1的预色散补偿长度。其中优选光纤耦合激光器1的脉宽在100fs以内，推荐接口为FC/APC，通过保偏光纤连接。选型充分考虑了各器件的插损，使达到天线处的激光功率能够满足天线的要求。光纤耦合激光器1输出特定脉宽和波长的激光分别进入两路。产生路和探测路的光程差为激光脉冲空间周期的整数倍，以确保能够探测到信号。
[0026]如图1所示，产生路包括产生路功率衰减器2、发射天线21、第一抛物面镜22和第二抛物面镜23，探测路包括探测路功率衰减器3、光纤延迟线31和接收天线32，产生路功率衰减器2和探测路功率衰减器3选用的型号相同，且功能上均是接收并衰减从光纤耦合激光器1产生的激光功率。其中产生路功率衰减器2和探测路功率衰减器3的最大输入功率应大于光纤耦合激光器1的最大功率，偏振消光比应大于16dB，衰减连续可调，调节范围从零到光纤耦合激光器1最大输出功率，光纤波长与光纤耦合激光器1一致。优选接口均为FC/APC，通过保偏光纤连接。
[0027]如图1所示，产生路为产生太赫兹波的光路以及太赫兹波的传输光路，具体为：产生路功率衰减器2接收并衰减从光纤耦合激光器1产生的激光功率，然后发射天线21接收从产生路功率衰减器2衰减的激光后产生太赫兹波，经由第一抛物面镜22、第二抛物面镜23、反射镜5和主抛物面镜6传输到目标区7。发射天线21位于第一抛物面镜22的焦点处，第二抛物面镜22和主抛物面镜6组成扩束光路且扩束比为焦距比。发射天线21上连有偏置电压源4，用于放大信号。偏置电压源4的输出由锁相放大器产生的TTL信号控制。
[0028]如图1所示，探测路为激光激发接收探测器所传输的光路，具体为：探测路功率衰减器3接收并衰减从光纤耦合激光器1产生的激光功率，以匹配光电导接收天线，光纤延迟线31接收从探测路功率衰减器3衰减的激光，然后通过控制光路长短变化，实现控制产生路和探测路的光程差始本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统，其特征在于：包括产生路和探测路，产生路和探测路均通过光纤耦合激光器(1)产生输出激光，产生路将输出的激光转化成太赫兹波传输到目标区(7)，目标区(7)反射到探测路，探测路通过激光激发接收探测器接收太赫兹波，并将太赫兹波转为电流进行测量。2.根据权利要求1所述的一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统，其特征在于：产生路为产生太赫兹波的光路以及太赫兹波的传输光路，探测路为激光激发接收探测器所传输的光路，产生路和探测路的光程差为激光脉冲空间周期的整数倍。3.根据权利要求2所述的一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统，其特征在于：产生路包括产生路功率衰减器(2)、发射天线(21)、第一抛物面镜(22)和第二抛物面镜(23)，产生路功率衰减器(2)接收并衰减从光纤耦合激光器(1)产生的激光功率，发射天线(21)接收从产生路功率衰减器(2)衰减的激光后产生太赫兹波，经由第一抛物面镜(22)和第二抛物面镜(23)传输到目标区(7)。4.根据权利要求3所述的一种光纤耦合太赫兹时域光谱紧缩场测量系统，其特征在于：探测路包括探测路功率衰减器(3)、光纤延迟线(31)和接收天线(32)，探测路功率衰减器(3)接收并衰减从光纤耦合激光器(1)产生的激光功率，光纤延迟线(31)接收从探测路功率衰减器(3)衰减的激光并进行扫描，接收天线(32)接收到光纤延迟线(31)的激光后产生载流子，接收天线(32)内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭涛，蔡禾，李粮生，邓朝，孙金海，庾韬颖，朱先立，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：