[发明专利]一种太赫兹脉宽调制器装置及调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统领域调制器的设计，具体地涉及一种太赫兹脉宽调制器装置及调制方法。

背景技术

太赫兹(THz)辐射是指振荡频率在0.1THz-10THz(1THz＝10¹²Hz)的电磁波，此波段的电磁辐射具有很多独特的性质：1)THz波对很多介电材料和非极性液体有很好的穿透性，因此太赫兹波可以对不透明物体进行透视成像；2)THz波另一个显著特点是它的安全性，它的光子能量很低，对生物体安全；3)THz波段还包含了丰富的光谱信息，具有良好的光谱分辨特性。

由于在相当长时间里太赫兹波源的问题未能很好解决，太赫兹波科学技术的发展受到很大的限制，从而使其应用潜能未能发挥出来。太赫兹波科学技术现在已得到国际学术界的广泛关注，在世纪之交短短数年内，国际上关于太赫兹波的研究机构大量涌现，并取得了很多研究成果。当前太赫兹波的功能器件是太赫兹波科学技术应用中的重点和难点，国内外对于太赫兹波的功能器件研究也已逐渐展开。

脉宽调制技术主要用于电力传动或通信领域，常用集成芯片为核心的模拟电路对输入信号进行调制，或者基于数字信号处理器控制载波的通断来实现脉宽调制，而太赫兹领域的脉宽调制，由于受到调制材料的限制，调制深度和调制速度受到很大程度制约。

太赫兹波脉宽调制器是一种非常重要的太赫兹波器件，研究发现太赫兹波脉宽调制器在太赫兹波成像、太赫兹波医学诊断、太赫兹波通信、太赫兹波空间天文学等太赫兹波应用领域都有着广阔的应用前景，但是现有的太赫兹波脉宽调制器结构复杂、制作困难、价格昂贵。

发明内容

为解决现有太赫兹脉宽调制方法中调制深度不够和调制速度慢的问题，本发明提供一种结构简单、操作方便的太赫兹间接脉宽调频装置和方法。

太赫兹脉宽调制器装置包括太赫兹波源(1)、准直系统(2)、高阻硅片(3)、可调谐氩离子激光器(4)、太赫兹波探测器(5)、A/D转换器(6)、计算机(7)；所述太赫兹波源(1)依次连接准直系统(2)、高阻硅片(3)、太赫兹波探测器(5)、A/D转换器(6)和计算机(7)；所述可调谐氩离子激光器(4)与太赫兹波探测器(5)并接在高阻硅片(3)和A/D转换器(6)之间。

所述的太赫兹波源(1)为返波振荡器、量子级联激光器或co2激光抽运连续波太赫兹辐射源。

所述的太赫兹波源(1)工作频率为0.1THz-8THz。

所述的准直系统(2)为开普勒型或伽利略型准直系统。

所述的高阻硅片(3)厚度h＝400μm，半径r＝25mm，电阻率10000Ωcm。

所述的可调谐氩离子激光器(4)工作波长514nm，光束直径0.75mm，功率2W。

所述的太赫兹波探测器(5)为焦平面阵列探测器。

一种太赫兹脉宽调制器调制方法，包括以下步骤：

a.太赫兹波源(1)发射出太赫兹信号，经准直系统(2)后到达高阻硅片(3)；

b.透过高阻硅片(3)的太赫兹信号经太赫兹波探测器(5)和A/D转换器(6)输入到计算机(7)；

c.通过太赫兹波探测器(5)自带软件对脉宽调制信号在计算机(7)上实时显示；

d.通过可调谐氩离子激光器(4)是否照射到高阻硅片上，实现对太赫兹波的开、关控制，进而实现脉宽调制。

本发明的太赫兹脉宽调制器装置具有结构紧凑，响应速度快，调整方便，成本低，满足太赫兹在成像、医学诊断、安全检查、信息通信、空间天文学等领域应用的要求。

附图说明

图1太赫兹脉宽调制器装置结构示意图；

图2是无外加调谐的氩离子激光时，太赫兹波通过太赫兹脉宽调制器的功率示意图；

图3是有外加调谐的氩离子激光时，太赫兹波通过太赫兹脉宽调制器的功率示意图；

图中：太赫兹波源(1)、准直系统(2)、高阻硅片(3)、可调谐氩离子激光器(4)、太赫兹波探测器(5)、A/D转换器(6)、计算机(7)。

具体实施方式

如图1所示连续波源(1)发出信号后，经准直系统(2)准直，到达高阻硅片(3)，由可调谐氩离子激光器(4)是否照射到高阻硅片实现对该装置的通、断控制，计算机(7)将控制信号经A/D转换器(6)输入到可调谐氩离子激光器(4)控制脉宽变化情况，太赫兹波探测器(5)接收到脉宽调制信号后经A/D转换器(6)输入到计算机(7)进行显示和存储。