[发明专利]一种高稳定频率源，太赫兹频率产生实验装置及使用方法

说明书

本发明公开一种高稳定频率源，太赫兹频率产生实验装置及使用方法，包括：连续激光器，所述连续激光器输出连续激光，经过分束镜分为透射光与反射光两路，透射光输出后照射到光电导天线上；飞秒激光频率梳，用于输出飞秒激光，与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上；光电探测器，用于接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光，探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号；锁相环电路，用于接收所述拍频信号，与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号，输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率，使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上，本发明可以大幅提升现有太赫兹频率源的频率稳定性与准确度。

技术领域

本发明属于太赫兹通信技术领域，特别是一种高稳定频率源，太赫兹频率产生实验装置及使用方法。

背景技术

太赫兹波通常是指频率位于0.1THz～10THz的电磁辐射。由于所处频段的独特性，太赫兹波具有很强的穿透性、高安全性以及高光谱分辨能力等独特的性质，可以应用于安全检查、生物传感、医学诊断、半导体器件检测等领域。

随着太赫兹科学和技术的不断发展，人们先后研究了多种太赫兹波产生装置，如量子级联激光器、自由电子激光器、返波管等等。其中基于光子混频的连续太赫兹辐射源具有线宽窄、可调谐范围宽、结构简单、室温工作等优点，近年来成为国内外研究的热点之一。

基于光子混频的连续太赫兹辐射过程可以归结为两束频差在太赫兹范围的连续激光在空间叠加，辐照在光电导天线电极间隙之间的光电导材料上，当激光光子能量大于光电导材料的禁带宽度时，光电导材料内激发出的光生载流子在外加偏置电场作用下形成以太赫兹频率振荡的光电流，而后由天线将能量辐射出去，即形成连续太赫兹辐射，现有技术的太赫兹频率源的显著缺点是频率稳定性与准确度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高稳定频率源，太赫兹频率产生实验装置及使用方法，解决如何提升频率稳定性与准确度的问题。

有鉴于此，本发明提供一种高稳定频率源，其特征在于，包括：

连续激光器，所述连续激光器输出连续激光，经过分束镜分为透射光与反射光两路，透射光输出后照射到光电导天线上；

飞秒激光频率梳，用于输出飞秒激光，与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上；

光电探测器，用于接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光，探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号；

锁相环电路，用于接收所述拍频信号，与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号，输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率，使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。

进一步地，所述飞秒激光频率梳其它频率成分的激光被光阑阻挡。

进一步地，所述飞秒激光频率梳的脉冲重复频率锁定在原子钟参考信号上。

本发明的另一目的在于提供一种高稳定频率源的使用方法，其特征在于，包括：

首先，连续激光器输出连续激光，经过分束镜分为透射光与反射光两路，透射光输出后照射到光电导天线上；

其次，飞秒激光频率梳输出飞秒激光，与所述反射光经过合束镜合束后入射到光栅上；

然后，光电探测器接收光栅反射的连续激光的反射光和飞秒激光频率梳相应梳齿频率成分的激光，探测到连续激光与飞秒激光的拍频信号；

最后，锁相环电路接收所述拍频信号，与原子钟输出的参考信号鉴相后作为误差信号，输出反馈控制信号控制连续激光器的输出激光频率，使其锁定在飞秒激光频率梳相应梳齿的激光频率上。

本发明的还一目的在于提供一种太赫兹频率产生实验装置，其特征在于，包括：