[发明专利]一种单模太赫兹量子级联激光器调谐特性表征装置

说明书

本发明涉及一种单模太赫兹量子级联激光器调谐特性表征装置，包括：太赫兹量子级联激光器光频梳，与待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器通过光学回路实现拍频，且发出的太赫兹光束经过所述光学回路耦合进所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器的谐振腔内；T型偏置器，与所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器相连，用于提取所述拍频信号；频谱分析仪，与所述T型偏置器相连，用于分析所述拍频信号。本发明能够精确表征单模太赫兹量子级联激光器的调谐特性。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件应用技术领域，特别是涉及一种单模太赫兹量子级联激光器调谐特性表征装置。

背景技术

近年来，光谱技术的应用领域越来越广泛，比如基础科学，生物检测，安防等等，而太赫兹波段由于涵盖许多物质的特征吸收谱，十分适合于光谱应用。现有的商业化的光谱设备主要有傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared，FTIR)光谱仪和时域光谱仪(Time Domain Spectroscopy，TDS)。FTIR光谱仪可以实现从可见光到太赫兹的光谱检测，但测量精度一般在GHz量级，并且FTIR光谱仪的精度越高，设备体积越大，光谱扫描时间越长，不具有即时性；TDS测量的动态范围可达到40dB，但其内部光路复杂，精度与光学延迟线相关，一般也在GHz量级。目前仍处于实验室阶段的双光梳光谱技术，利用两个重复频率稍有差别的光频梳拍频得到的微波“梳齿”来实现光谱检测，可以快速获得较高精度的光谱信息，但是，该技术测得的是微波频谱，在获得太赫兹光谱信息之前需要先建立微波与太赫兹波段的联系，是一种非直接光谱检测。

在太赫兹激光源中，量子级联激光器具有高功率，高光斑质量，高远场光斑质量，本征线宽窄，能实现宽范围频率的激射和工作温度较高的优势。目前常用的量子级联激光器表征调谐特性的方法是利用FTIR光谱仪进行测量，这种方法的精度受限于FTIR光谱仪，也不能进行实时观测，无法精确表征单模太赫兹量子级联激光器的调谐特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单模太赫兹量子级联激光器调谐特性表征装置，精确表征单模太赫兹量子级联激光器的调谐特性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种单模太赫兹量子级联激光器调谐特性表征装置，包括：太赫兹量子级联激光器光频梳，与待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器通过光学回路实现拍频，且发出的太赫兹光束经过所述光学回路耦合进所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器的谐振腔内；T型偏置器，与所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器相连，用于提取所述拍频信号；频谱分析仪，与所述T型偏置器相连，用于分析所述拍频信号。

所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器的调谐范围在所述太赫兹量子级联激光器光频梳的频谱范围内。

所述太赫兹量子级联激光器光频梳还连接有第一供电装置和第一温度控制装置，所述第一供电装置用于为所述太赫兹量子级联激光器光频梳供电并控制工作电流，所述第一温度控制装置用于控制所述太赫兹量子级联激光器光频梳的工作温度。

所述的单模太赫兹量子级联激光器调谐特性表征装置还包括第二温度控制装置和第二供电装置，所述第二温度控制装置用于控制所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器的工作温度；所述第二供电装置用于为所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器供电并控制工作电流。

所述T型偏置器与微带线相连，所述微带线设置在所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器的谐振腔后端面处，并与所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器的上电极相连。

所述T型偏置器包括直流偏置端口、射频端口和混合端口，所述直流偏置端口和与所述待测可调谐单模太赫兹量子级联激光器相连的第二供电装置连接，所述混合端口和与所述微带线连接，所述射频端口与所述频谱分析仪相连。

所述T型偏置器和所述频谱分析仪之间还设置有微波放大器。

有益效果