[发明专利]一种单独热路热敏式太赫兹功率探头

权利要求书

1.一种单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，包括太赫兹波导、功率敏感体和热沉基座三部分，其中，太赫兹波导左端设有连接件，连接件与太赫兹电磁波通道固接，且太赫兹电磁波通道与太赫兹波导中心通道相通连；

功率敏感体包括太赫兹功率吸收器、波导支撑体、热敏传感器、热路支撑体，其中，太赫兹功率吸收器、热路支撑体呈棍状，位于筒形波导支撑体内，太赫兹功率吸收器右端与热路支撑体左端固接，两者成一线，太赫兹功率吸收器、热路支撑体、波导支撑体三者共一中心轴，太赫兹功率吸收器左端为锥状，伸出于波导支撑体左端；热路支撑体外周上顺序缠绕有第一、第二热敏传感器，两热敏传感器之间有间隙，第一、第二热敏传感器各自两端经引线穿过波导支撑体侧壁与外电路电连接；

波导支撑体通道内左端设有板状绝热支撑结构，绝热支撑结构有通孔，通孔套设于太赫兹功率吸收器与热路支撑体固接部，并固接，绝热支撑结构外缘固接于波导支撑体内壁；

波导支撑体水平设置，左端与太赫兹波导右端固接，太赫兹功率吸收器左端锥状伸入太赫兹波导内；

块状热沉基座的左侧面设有与波导支撑体右端、热路支撑体右端相适配的凹槽，波导支撑体右端、热路支撑体右端分别固接于凹槽内，与热沉基座左侧面正交。

2.如权利要求1所述的单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，所述太赫兹功率吸收器左端锥状伸入太赫兹波导内，位于太赫兹波导内中心轴上。

3.如权利要求1所述的单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，所述第一、第二热敏传感器各自两端经引线穿过波导支撑体侧壁，是各引线穿过波导支撑体侧壁上相应的通孔，在引线与通孔间设有热敏传感器绝缘子，热敏传感器绝缘子固接于通孔和波导支撑体外侧壁。

4.如权利要求1所述的单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，所述波导支撑体左端与太赫兹波导右端固接，或太赫兹波导右端面固接于绝热支撑结构左侧面。

5.如权利要求1、3或4所述的单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，所述固接，其方法为胶结、烧结、焊接或螺接方法其中之一，或它们的组合。

6.如权利要求1或3所述的单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，所述太赫兹波导、波导支撑体、热沉基座，为无氧铜、铝的金属材料；太赫兹吸收器，为掺C BeO、掺C Al₂O₃、或掺C AlN的陶瓷材料；引线，为Ni、mo的金属材料；热路支撑体，为BeO、Al₂O₃、或AlN陶瓷材料，并在两端金属化；热敏传感器，为W、Mo、Pt的金属材料；热敏传感器绝缘子，为聚四氟乙烯、有机玻璃、电木、磺胺材料或Al₂O₃陶瓷材料。

7.如权利要求5所述的单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，所述螺接方法，为螺孔、螺栓连接。

8.如权利要求1所述的单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，是利用功率敏感体中的第一、第二热敏传感器之间的温度差计算太赫兹波的功率；在热平衡条件下，推导得出如下公式：

P＝ηΔT                  (1)

其中，P是在热路支撑体上传导的热流功率，ΔT是第一、第二热敏传感器之间的温度差；式中η由下式给出：

η＝kS/L                           (2)

其中，k是热路支撑体的导热系数，L是两个热敏传感器之间的距离，S是热路支撑体的横截面积。

9.如权利要求8所述的单独热路热敏式太赫兹功率探头，其特征在于，其工作流程为：

a)首先，向第一热敏传感器注入电功率，并同时测出第一、第二热敏传感器之间相应的温度差，得到一个定标功率-温度差的定标函数；

b)实测太赫兹波功率时，太赫兹电磁波通过法兰或转接器进入太赫兹波导，被位于该波导内的太赫兹功率吸收器吸收并转化为热量；

c)这些热量一边把太赫兹功率吸收器本身加热，一边通过热路支撑体向热沉基座方向传导，造成热路支撑体上处于两个不同位置的第一、第二热敏传感器之间产生温度差；

d)第一、第二热敏传感器测量出的温度差与太赫兹电磁波功率成正比；

e)在达到热平衡的条件下，利用a)步的定标函数，通过查表并结合线性插值或抛物线插值的方法计算出太赫兹波功率。