Chinese Optics Letters编辑部
THz 量子级联激光器(THz QCL)作为未来高速无线通信应用中一类很有潜力的发射源,非常适用于传输信号的高速调制;而THz 量子阱探测器(THz QWP)则在信号探测方面同样具有极快的响应速率。因此,探索这两种器件在通信方面的应用,对于研制出具有更好性能的THz量子通信器件具有重要的意义。
近期,中科院上海微系统与信息技术研究所的曹俊诚研究员课题组利用THz QCL、THz QWP作为发射源和探测器实现了实时视频信号的传输。这为研究和推进THz QCL与THz QWP在实时信号通信器件中的应用提供了基础。该研究成果将发表在Chinese Optics Letters 2013年第11期上。
实验中,他们利用自洽布洛赫-泊松方程方法研究了电调制下THz QCL粒子数反转的动力学过程,理论上证实了5 GHz调制速率下,THz QCL有很好的响应,调制波形基本没有产生扭曲或形变。对于中红外量子阱探测器,实验已经证明,其响应速率高达几十GHz,与之工作原理相同的 THz QWP,在高速探测方面,也具有相当的优势。他们采用工作在连续模式的THz QCL作为发射源,光导型THz QWP作为探测器,并通过强度调制和直接检测方式,实现了实时视频信号的传输接收。此外,对THz QWP电学小信号模型的进行了分析,总结了探测电路的输入等效电容与运放的带宽是限制传输带宽的主要原因。这为以后提升THz QWP性能,改进探测电路提供了理论基础。
在后续工作中,针对探测电路输入等效电容限制系统传输带宽的问题,由于THz QWP 的等效电容与器件封装,尺寸有关,同时传输光电流信号的同轴电缆也会引入电容,该课题组将会制备合适尺寸的THz QWP,并改进器件封装,优化电路设计来提升系统的传输带宽。
论文链接:Real-time video signal transmission over a terahertz communication link
图片说明:一种采用THz QCL和光导型THz QWP作为发射源和探测器的实时视频信号传输结构模式。