[发明专利]探测芯片与太赫兹波导的集成组件

说明书

本发明公开了一种探测芯片与太赫兹波导的集成组件，包括太赫兹波导和探测芯片，其中，所述探测芯片集成在所述太赫兹波导上。本发明通过将太赫兹探测芯片与太赫兹波导集成为一集成组件，利用具有喇叭状空心结构的波导收集部将入射太赫兹波毫米级大小的光斑汇聚到百微米量级，使得大部分的入射太赫兹波能够进入到波导传输部的内部进行传输，增强了入射太赫兹波的有效利用率，从而实现太赫兹探测芯片对太赫兹波的高灵敏度的直接探测以及外差探测。

技术领域

本发明属于太赫兹技术领域，具体地讲，涉及一种探测芯片与太赫兹波导的集成组件。

背景技术

太赫兹波通常指的是波长在30μm-3mm(0.1THz-10THz)区间的电磁波，位于微波和红外光之间，是二十一世纪最具发展前景的科学领域之一。太赫兹波的众多特性使其在各个技术领域都有广泛的应用前景，例如环境检测、空间成像、安全检测、超快计算等。要实现以上的众多应用离不开太赫兹波探测器的发展。场效应太赫兹波探测器是一种新兴发展起来的探测器，可在室温工作，而且结构简便、易于加工制备与集成。目前微纳加工工艺技术的发展已经可以实现微米量级的太赫兹探测器的制备，但是太赫兹波的入射光斑远远大于探测器的尺寸，这就使得很大一部分的入射波得不到利用，损耗严重，很大地限制了太赫兹的发展应用。在入射波光斑尺寸和探测器尺寸两者之间寻求一种途径使其匹配是一个值得研究的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够实现太赫兹探测器对太赫兹波的高灵敏度的直接探测以及外差探测的探测芯片与太赫兹波导的集成组件。

本发明提供了一种探测芯片与太赫兹波导的集成组件，包括太赫兹波导和至少一个探测芯片，其中，所述至少一个探测芯片集成在所述太赫兹波导上。

进一步地，所述太赫兹波导包括具有空心结构的波导收集部以及具有空心结构的波导传输部，所述波导收集部用于汇集太赫兹波。

进一步地，所述波导收集部的空心结构的开口面积大于所述波导传输部的空心结构的开口面积。

进一步地，所述波导收集部的空心结构呈喇叭形或圆柱形或棱柱形；和/或所述波导传输部的空心结构呈圆柱形或棱柱形。

进一步地，所述探测芯片集成在所述波导传输部的输出端口处。

进一步地，所述太赫兹波导还包括形成在所述波导传输部远离所述波导收集部的一端的波导延展补偿部，所述探测芯片集成在所述波导传输部的空心结构内且邻近于波导延展补偿部、或所述探测芯片集成在所述波导延展补偿部且邻近于波导传输部。

进一步地，所述波导延展补偿部靠近所述波导传输部的一端为空心结构且远离所述波导传输部的一端为实心结构。

进一步地，所述探测芯片与太赫兹波的传输方向垂直，所述探测芯片包括至少一个太赫兹探测器以及集成在所述太赫兹探测器上的至少一个太赫兹天线；其中，所述太赫兹探测器的灵敏偏振方向与所述太赫兹波导传输部中的太赫兹波方向相同。

进一步地，所述探测芯片与太赫兹波的传输方向平行，所述探测芯片包括至少一个太赫兹探针以及集成在所述太赫兹探针上的至少一个太赫兹天线。

进一步地，所述太赫兹波导为实心结构，所述探测芯片内嵌或浸没在所述太赫兹波导中，或所述探测芯片直接集成在所述太赫兹波导的输出端面处。

本发明的有益效果：本发明通过将太赫兹探测芯片与太赫兹波导集成为一集成组件，利用具有喇叭状空心结构的波导收集部将入射太赫兹波毫米级大小的光斑汇聚到百微米量级，使得大部分的入射太赫兹波能够进入到波导传输部的内部进行传输，增强了入射太赫兹波的有效利用率，从而实现太赫兹探测芯片对太赫兹波的高灵敏度的直接探测以及外差探测。

附图说明