[发明专利]基于半导体载流子调制透射激光的太赫兹波探测方法

说明书

本发明涉及一种基于半导体载流子调制透射激光的太赫兹波探测方法，激光器发射激光照射到半导体上，半导体发生内光电效应产生载流子，在太赫兹波电场的作用下，半导体中的载流子发生定向移动并复合，浓度发生变化，激光促使半导体产生载流子，太赫兹波对载流子浓度进行调制，载流子浓度变化又对透射激光进行调制，半导体输出透射激光打到硅片上，被反射输入到光电二极管被探测，再将探测信号接入示波器处理，得到太赫兹波的强度信息。通过探测激光间接获得太赫兹波形，充分利用了激光在自由空间传输损耗小、准直性好、接收装置简易等优点，降低了直接探测太赫兹波形的难度。因此该技术方法可应用于太赫兹远程遥感。

技术领域

本发明涉及一种探测技术，特别涉及一种基于半导体载流子调制透射激光的太赫兹波探测方法。

背景技术

太赫兹辐射是指频率在0.1到10THz之间的电磁波，这一波段具有携带信息丰富、高时空相干性、低光子能量等特性，在众多科学领域有着巨大的应用价值。在此背景下，太赫兹波探测技术显得极其重要。

目前，常用的太赫兹波探测方法中，一种为太赫兹辐射调制声波的方法，具体为：飞秒激光诱导等离子体产生声波，而太赫兹波能调制此声波，测量声波强度变化即可得到太赫兹波信息。另外一种为太赫兹辐射调制荧光的方法，具体为：飞秒激光诱导等离子体辐射荧光，而太赫兹波能调制此荧光，测量荧光强度变化即可得到太赫兹波信息。

然而，在上述方法中，声波、荧光信号都极其微弱，且向各个方向传播，定向性差。此外，声波法以声压探测器探测声波，荧光法以荧光单色仪与光电倍增管测量荧光，测量仪器都复杂昂贵。所以这两种方法无法普及。

发明内容

本发明是针对太赫兹波传输损耗大造成探测不易，以及上述两种探测方法定向性不好的问题，提出了一种基于半导体载流子调制透射激光的太赫兹波探测方法,以太赫兹波调制激光，利用激光强度高、定向性好特点，解决现存问题。

本发明的技术方案为：一种基于半导体载流子调制透射激光的太赫兹波探测方法，激光器发射激光照射到半导体上，半导体发生内光电效应产生载流子，太赫兹波源发射出太赫兹波，经过设定频率移动的延迟系统后再透过硅片，最终也照射到半导体上，在太赫兹波电场的作用下，半导体中的载流子发生定向移动并复合，浓度发生变化，激光促使半导体产生载流子，太赫兹波对载流子浓度进行调制，载流子浓度变化又对透射激光进行调制，半导体输出透射激光打到硅片上，被反射输入到光电二极管被探测，再将探测信号接入示波器处理，得到太赫兹波的强度信息。

所述示波器以其低通滤波功能对接收到的激光信号进行处理，所得波形反映太赫兹波的强度信息。

本发明的有益效果在于：本发明基于半导体载流子调制透射激光的太赫兹波探测方法,巧妙利用了透过半导体材料的激光，提取其携带的太赫兹波信息，所用探测元器件造价便宜，也较为普遍；方法探测激光而不直接探测太赫兹波，充分利用激光较太赫兹波在自由空间中更优良的传输特性，最大优势在于激光能量损耗小与准直性好，这就使此法可应用于远距离探测太赫兹波。

附图说明

图1为本发明方法测量装置示意图；

图2a为无太赫兹波调制时的激光脉冲序列图；

图2b为本发明有太赫兹波调制时的激光脉冲序列图；

图2c为本发明经太赫兹波调制并低通滤波的示波器波形图。

具体实施方式