[go: up one dir, main page]

CN104407453A - 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法 - Google Patents

一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104407453A
CN104407453A CN201410790152.6A CN201410790152A CN104407453A CN 104407453 A CN104407453 A CN 104407453A CN 201410790152 A CN201410790152 A CN 201410790152A CN 104407453 A CN104407453 A CN 104407453A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
silicon
terahertz wave
light
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410790152.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王昌雷
武帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 38 Research Institute
Original Assignee
CETC 38 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 38 Research Institute filed Critical CETC 38 Research Institute
Priority to CN201410790152.6A priority Critical patent/CN104407453A/zh
Publication of CN104407453A publication Critical patent/CN104407453A/zh
Priority to US15/535,330 priority patent/US10317708B2/en
Priority to PCT/CN2015/096605 priority patent/WO2016095719A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0126—Opto-optical modulation, i.e. control of one light beam by another light beam, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0102—Constructional details, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/13—Function characteristic involving THZ radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/48—Variable attenuator

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

本发明公开一种光控型可调太赫兹波衰减器。该衰减器包括硅基-硅基-氧化钒薄膜(1)、激光发射器(2)、球面准直透镜(3)，所述硅基-二氧化钒薄膜(1)垂直于太赫兹波束方向，激光发射器(2)设置在硅基-二氧化钒薄膜(1)一侧，激光发射器(2)与准直器(3)相连，激光发射器(2)发出的激光从准直器(3)射出，照射在硅基-氧化钒薄膜(1)的膜面上，并且照射在硅基-氧化钒薄膜(1)的膜面上的激光光斑完全覆盖透射的太赫兹波斑。本发明还公开一种光控型可调太赫兹波衰减器的使用方法。本发明的优点在于：结构简单，易与现有的各类太赫兹波发射源集成，衰减的调节速度快，易控制，主要运用于太赫兹波应用技术领域。

Description

一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法
技术领域
本发明属于太赫兹波应用技术领域，尤其涉及一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法。
背景技术
大赫兹波是指频率介于0.1～10THz的电磁波辐射，其电磁波谱位于微波和红外波段之间。因此，太赫兹系统兼顾电子学和光学系统的优势。经过近些年的发展，太赫兹技术逐渐向无损检测、安全检查、医学、雷达、通讯、天文学等应用领域发展。
目前，国内外对了太赫兹波的研究主要集中在太赫兹波技术的应用及太赫兹光谱分析等领域。如超薄金属膜在太赫兹波段的光学特性研究、太赫兹波段超材料在生物传感的应用、太赫兹技术在医学检测盒诊断中的应用研究等。而用于太赫兹波系统的评估、研究、调整以及校正等太赫兹波衰减器的研究却鲜有报道。目前，国内外使用的可调太赫兹波衰减装置结构都很复杂，不便与其他太赫兹发生设备兼容。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提出一种结构简单、体积小、易于集成的光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法。
本发明通过下述技术手段实现上述技术问题的：一种光控型可调太赫兹波衰减器，包括硅基-硅基-氧化钒薄膜(1)、激光发射器(2)、球面准直透镜(3)，所述硅基-二氧化钒薄膜(1)垂直于太赫兹波束方向，激光发射器(2)设置在硅基-二氧化钒薄膜(1)一侧，激光发射器(2)与准直器(3)相连，激光发射器(2)发出的激光从准直器(3)射出，照射在硅基-氧化钒薄膜1的膜面上，并且照射在硅基-氧化钒薄膜1的膜面上的激光光斑完全覆盖透射的太赫兹波斑，。作为优化的技术方案，所述激光发射器(2)与硅基-二氧化钒薄膜(1)的膜面法线方向形成的夹角在20°～35°范围内。
作为优化的技术方案，所述激光发射器(2)与硅基-二氧化钒薄膜(1)的膜面法线方向形成的夹角为30°。
作为优化的技术方案，硅基-二氧化钒薄膜(1)的基底为高阻硅，厚度为50～800nm。
作为优化的技术方案，所述激光发射器(2)为连续激光器或脉冲激光器或者激光器二极管。
作为优化的技术方案，所述激光发射器(2)的工作波长在400nm～1550nm范围内，输出光功率在0～2W之间连续可调。
作为优化的技术方案，所述准直器(3)为球面透镜或者自聚焦透镜。
作为优化的技术方案，该光控型可调太赫兹波衰减器还包括激光吸收器4，所述激光吸收器(4)设置在激光反射路线上，对反射激光进行遮挡吸收。
作为优化的技术方案，所述激光吸收器(4)为黑色的金属板或者激光衰减片。
本发明还提供一种如上述任一方案的光控型可调太赫兹波衰减器的使用方法，通过控制激光发射器(2)的出射光功率大小来调节硅基-二氧化钒薄膜(1)发生半导体-金属相变过程，使硅基-二氧化钒薄膜(1)对太赫兹波的吸收率发生变化，实现太赫兹波衰减量的调节。
本发明的优点在于：相比现有的衰减器，本发明的光控型可调太赫兹波衰减器具有结构简单，装置方便，易与现有各类太赫兹发射源集成，衰减的调节速度快，易控制等优点，可以满足太赫兹在成像、医学诊断、安全检查、信息通信、空间天文学等技术领域的应用。
附图说明
图1为本发明实例提供的一种光控型可调太赫兹波衰减器的结构示意图。
图2为本发明实例提供的一种光控型可调太赫兹波衰减器的衰减-光功率响应曲线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供一种光控型可调太赫兹衰减器，包括硅基-硅基-氧化钒薄膜1、激光发射器2、球面准直透镜3以及激光吸收器4。
该激光发射器2与球面准直透镜3相连，激光发射器2发出的激光从球面准直透镜3射出，照射在硅基-氧化钒薄膜1上，激光发射器2的激光出射方向与该硅基-二氧化钒薄膜1的膜面法线夹角为30°，并且可以保证照射在硅基-二氧化钒薄膜1的膜面上的激光光斑能完全覆盖透射的太赫兹波斑，在激光反射光路上，设置有激光吸收器4。
该光控型可调太赫兹衰减器的使用方法是，把该光控型可调太赫兹衰减器置于太赫兹波中，使得太赫兹波垂直穿过硅基-氧化钒薄膜1，并且在硅基氧化钒薄膜1上的太赫兹波斑投影能够被激光发射器2发出的激光光束在硅基氧化钒薄膜3上的投影光斑完全覆盖。当激光发射器2无激光出射时，硅基-氧化钒薄膜1对太赫兹波没有吸收，表现为固定插损，当激光发射器2有激光出射时，硅基-氧化钒薄膜1被激光照射的区域发生半导体-金属相变，薄膜内产生自由电子，对穿过的太赫兹波进行吸收，从而实现对太赫兹波的衰减作用。
激光发射器2的输出光功率越大，硅基-氧化钒薄膜1内自由电子的浓度越高，对太赫兹波的吸收越强，通过控制激光发射器2的输出光功率，实现对太赫兹波衰减特性的调节。在激光反射光路上，用激光吸收器4对反射激光进行遮挡吸收，避免对人眼造成伤害。
图2是上述实施例的衰减-光功率响应曲线。如图所示，通过控制激光发射器2的输出光功率，可以在0～19dB范围内调节太赫兹波的衰减。
该实施例仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光控型可调太赫兹波衰减器，其特征在于：包括硅基-硅基-氧化钒薄膜(1)、激光发射器(2)、球面准直透镜(3)，所述硅基-二氧化钒薄膜(1)垂直于太赫兹波束方向，激光发射器(2)设置在硅基-二氧化钒薄膜(1)一侧，激光发射器(2)与准直器(3)相连，激光发射器(2)发出的激光从准直器(3)射出，照射在硅基-氧化钒薄膜1的膜面上，并且照射在硅基-氧化钒薄膜1的膜面上的激光光斑完全覆盖透射的太赫兹波斑。
2.如权利要求1所述的光控型可调太赫兹波衰减器，其特征在于：所述激光发射器(2)与硅基-二氧化钒薄膜(1)的膜面法线方向形成的夹角在20°～35°范围内。
3.如权利要求2所述的光控型可调太赫兹波衰减器，其特征在于：所述激光发射器(2)与硅基-二氧化钒薄膜(1)的膜面法线方向形成的夹角为30°。
4.如权利要求1所述的光控型可调太赫兹波衰减器装置，其特征在于：硅基-二氧化钒薄膜(1)的基底为高阻硅，厚度为50～800nm。
5.如权利要求1所述的光控型可调太赫兹波衰减器，其特征在于：所述激光发射器(2)为连续激光器或脉冲激光器或者激光器二极管。
6.如权利要求5所述的光控型可调太赫兹波衰减器，其特征在于：所述激光发射器(2)的工作波长在400nm～1550nm范围内，输出光功率在0～2W之间连续可调。
7.如权利要求1所述的光控型可调太赫兹波衰减器，其特征在于：所述准直器(3)为球面透镜或者自聚焦透镜。
8.如权利要求1所述的光控型可调太赫兹波衰减器，其特征在于：还包括激光吸收器4，所述激光吸收器(4)设置在激光反射路线上，对反射激光进行遮挡吸收。
9.如权利要求8所述的光控型可调太赫兹波衰减器，其特征在于：所述激光吸收器(4)为黑色的金属板或者激光衰减片。
10.一种如权利要求1至9任一项的光控型可调太赫兹波衰减器的使用方法，其特征在于：通过控制激光发射器(2)的出射光功率大小来调节硅基-二氧化钒薄膜(1)发生半导体-金属相变过程，使硅基-二氧化钒薄膜(1)对太赫兹波的吸收率发生变化，实现太赫兹波衰减量的调节。
CN201410790152.6A 2014-12-17 2014-12-17 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法 Pending CN104407453A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410790152.6A CN104407453A (zh) 2014-12-17 2014-12-17 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法
US15/535,330 US10317708B2 (en) 2014-12-17 2015-12-08 Light-operated adjustable terahertz wave attenuator and use method thereof
PCT/CN2015/096605 WO2016095719A1 (zh) 2014-12-17 2015-12-08 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410790152.6A CN104407453A (zh) 2014-12-17 2014-12-17 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104407453A true CN104407453A (zh) 2015-03-11

Family

ID=52645096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410790152.6A Pending CN104407453A (zh) 2014-12-17 2014-12-17 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10317708B2 (zh)
CN (1) CN104407453A (zh)
WO (1) WO2016095719A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016095719A1 (zh) * 2014-12-17 2016-06-23 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法
CN107203054A (zh) * 2017-05-27 2017-09-26 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种太赫兹可变衰减器
CN109188730A (zh) * 2018-10-10 2019-01-11 桂林电子科技大学 一种宽带太赫兹波调制器、制备方法及调制系统
CN109917565A (zh) * 2019-02-18 2019-06-21 上海交通大学 基于硅-相变材料混合集成的多级光衰减器
CN114740615A (zh) * 2022-04-11 2022-07-12 南京邮电大学 一种可调太赫兹衰减器及其制备方法
CN115016149A (zh) * 2022-06-01 2022-09-06 北京工业大学 一种基于二氧化钒相变的等离激元超表面超快偏振选择性光调制器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11163056B2 (en) * 2015-12-10 2021-11-02 Raytelligence Ab Radar detector for monitoring of bodily functions

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3490827A (en) * 1967-10-19 1970-01-20 American Optical Corp Method and apparatus for speckle reduction in the reconstruction of holographic images
CA2255762C (en) * 1996-05-31 2002-06-25 Rensselaer Polytechnic Institute Electro-optical and magneto-optical sensing apparatus and method for characterizing free-space electromagnetic radiation
US7035498B2 (en) * 2004-09-28 2006-04-25 General Electric Company Ultra-fast all-optical switch array
JPWO2007004509A1 (ja) * 2005-07-01 2009-01-29 日本電気株式会社 外部共振器型波長可変レーザ装置および光出力モジュール
WO2007079342A2 (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Rensselaer Polytechnic Institute Method of analyzing a remotely-located object utilizing an optical technique to detect terahertz radiation
ATE510240T1 (de) 2008-07-15 2011-06-15 Univ Danmarks Tekniske Volloptische steuerung von thz-strahlung in wellenleitern mit parallelen platten
WO2011011291A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 Kla-Tencor Corporation Dark field inspection system with ring illumination
JP2011204914A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Sony Corp 光発振装置及び記録装置
CN101950092A (zh) 2010-09-08 2011-01-19 天津大学 一种THz波段氧化钒光开关及其制作方法
CN102109686B (zh) 2010-11-03 2012-07-11 天津大学 基于硅基氧化钒薄膜的太赫兹波光斩波器及使用方法
GB2487079A (en) * 2011-01-07 2012-07-11 Oclaro Technology Ltd Tunable pumping light source for optical amplifiers
US9255841B2 (en) * 2012-04-30 2016-02-09 Pendar Technologies, Llc Spectroscopy systems and methods using quantum cascade laser arrays with lenses
US9658510B2 (en) * 2012-12-19 2017-05-23 Georgia Tech Research Corporation Devices, systems and methods for ultrafast optical applications
CN103247839B (zh) * 2013-04-02 2015-04-15 华中科技大学 一种开关可控的太赫兹波超材料完美吸收器及其控制方法
WO2016086043A1 (en) * 2014-11-24 2016-06-02 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for spectral imaging
CN204256321U (zh) 2014-12-17 2015-04-08 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种光控可调太赫兹波衰减装置
CN104407453A (zh) * 2014-12-17 2015-03-11 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法
CN104460050A (zh) 2014-12-17 2015-03-25 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种光控可调太赫兹波衰减装置
US10197793B2 (en) * 2016-05-12 2019-02-05 The Chinese University Of Hong Kong Light modulator using total internal reflection at an interface with a tunable conductive layer

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016095719A1 (zh) * 2014-12-17 2016-06-23 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法
US10317708B2 (en) 2014-12-17 2019-06-11 38 Research Institute, China Electronics Technology Group Corporation Light-operated adjustable terahertz wave attenuator and use method thereof
CN107203054A (zh) * 2017-05-27 2017-09-26 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种太赫兹可变衰减器
CN107203054B (zh) * 2017-05-27 2020-04-03 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种太赫兹可变衰减器
CN109188730A (zh) * 2018-10-10 2019-01-11 桂林电子科技大学 一种宽带太赫兹波调制器、制备方法及调制系统
CN109917565A (zh) * 2019-02-18 2019-06-21 上海交通大学 基于硅-相变材料混合集成的多级光衰减器
CN114740615A (zh) * 2022-04-11 2022-07-12 南京邮电大学 一种可调太赫兹衰减器及其制备方法
CN115016149A (zh) * 2022-06-01 2022-09-06 北京工业大学 一种基于二氧化钒相变的等离激元超表面超快偏振选择性光调制器
CN115016149B (zh) * 2022-06-01 2024-12-27 北京工业大学 一种基于二氧化钒相变的等离激元超表面超快偏振选择性光调制器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016095719A1 (zh) 2016-06-23
US20170322431A1 (en) 2017-11-09
US10317708B2 (en) 2019-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104407453A (zh) 一种光控型可调太赫兹波衰减器及其使用方法
CN110376135B (zh) 一种太赫兹超分辨显微成像系统
US8067739B2 (en) Photoconductive element for generation and detection of terahertz wave
CN103557941B (zh) 宽带太赫兹波时域探测与光斑成像一体化装置及调整方法
CN103983571B (zh) 探测器像素响应非均匀误差校正装置及其校正的方法
CN104677497B (zh) 一种太赫兹波性能的检测装置和方法
CN102185250A (zh) 一种产生飞秒级时间分辨的x射线源的装置及方法
CN104457991B (zh) 通过太赫兹波检测气体里德伯态精细谱线的装置
US11520173B2 (en) Transmission type adaptive optical system
CN106707288B (zh) 一种太赫兹差频源远距离主动探测系统
CN102998261B (zh) 一种基于太赫兹波伪热光源的成像装置
CN104503190A (zh) 一种纳秒级脉宽脉冲平面光源装置
CN104460050A (zh) 一种光控可调太赫兹波衰减装置
CN103364417A (zh) 太赫兹波探测装置
CN107528195A (zh) 飞秒激光驱动金属丝的THz辐射产生装置
CN115882321B (zh) 一种超宽带强场太赫兹和红外辐射源产生装置及方法
CN103763038A (zh) 一种基于量子双光子纠缠的太赫兹波通信装置
CN204256321U (zh) 一种光控可调太赫兹波衰减装置
CN109270764A (zh) 基于反馈迭代波前整形技术飞秒激光成丝调控装置与方法
CN106442379B (zh) 基于太赫兹波的背向激光远距离检测危险物品的装置
Kudryashov et al. Femtosecond laser filaments in gold colloidal solutions: supercontinuum and ultrasonic tracing
CN105223698A (zh) 一种基于阵列光束的赝热光源
CN103856264A (zh) 一种极紫外射线空间远距离通信系统
CN102902130A (zh) 高速太赫兹波调制装置及其方法
JP2009282073A (ja) テラヘルツ波の強度変調方法およびテラヘルツ波の強度変調装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150311

RJ01 Rejection of invention patent application after publication