1 中电科思仪科技股份有限公司，山东 青岛 266555
2 西安电子科技大学 电子工程学院，陕西 西安 710071
3 山东大学 信息科学与工程学院，山东 青岛 266237
4 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
具有宽调谐范围、无跳模以及高光谱纯净度的半导体激光器在超精细光谱、相干检测和光纤智能感知等领域有着重要的应用。但是受到半导体激光器固有运转特性的制约，通过传统的单片集成式半导体激光器难以获得高光谱纯净度的宽范围可调谐激光输出。因此文中采用闪耀光栅作为外腔反馈元件，单角面度半导体增益芯片作为增益介质，通过Littman-Metcalf外腔振荡结构实现了1480~1580 nm的宽调谐范围、无模式跳变的线宽小于98.27 kHz的激光输出，在注入电流为410 mA的条件下获得了16.95 dBm的峰值功率、全范围功率优于14.96 dBm和边模抑制比优于65.54 dB的输出。相应的实验结果表明：采用机械刻划闪耀光栅的Littman-Metcalf结构用于半导体激光器，可很大程度的改善半导体激光器的综合性能。该研究有利于推动其在提升光频域反射仪测量精度方向的应用。
无跳模 外腔 可调谐 半导体激光光源 窄线宽 mode-hopping free external-cavity tunable semiconductor laser source narrow linewidth 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230374
1 电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
2 中国电子科技集团有限公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
3 重庆邮电大学国际学院, 重庆 400065
为保证太赫兹辐射强度测量的准确可靠,对热电型太赫兹探测器的响应度进行了校准。首先,基于替代法构建了太赫兹探测器响应度校准装置,该装置的合成标准不确定度为2.4%。然后,在1.63 THz频率点处,利用校准装置对12D-3S-VP型太赫兹探测器进行了校准,得到的响应度校准结果为197.6 mV/W,与厂家标称值一致。对自主研制的热电型太赫兹探测器进行了校准,得到的响应度和合成标准测量不确定度分别为362.2 mV/W和2.7%。最后,将校准结果的标准偏差值与合成标准不确定度进行了比较,发现标准偏差值在合理范围内,这进一步证明了校准方法、校准结果以及不确定度分析的合理性。
探测器 响应度 校准 太赫兹
针对自由空间和波导传输太赫兹辐射功率兼容测试的需求，开展了光敏面直径为10 mm的多功能太赫兹热释电探测器的相关研究。通过有限元分析及热电耦合仿真设计，建立了敏感元件由100 m 厚的钽酸锂（LiTaO3）晶片和碳纳米管吸收层组成的太赫兹热释电探测器模型；采用优化的精确减薄抛光和剥离等关键工艺，重点攻克了采用大晶片多阵列方式制作LiTaO3基太赫兹热释电探测器敏感元件的工艺难题，并完成了太赫兹热释电探测器的研制。在设定条件下，该探测器的响应度为371.8 V/W，噪声等效功率为0.34 nW/Hz1/2。实验结果表明，设计并制作的太赫兹热释电探测器的集成度高、响应度良好、噪声等效功率低，能够有效解决大光斑太赫兹光束功率测试问题。
钽酸锂 太赫兹探测器 大晶片多阵列 精确减薄 LiTaO3 terahertz detector large wafer and multi-array precise thinning
1 中电科仪器仪表有限公司，山东 青岛 266555
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所 电子测试技术重点实验室，山东 青岛 266555
针对太赫兹光束的光斑直径较大和传输途径不同的现状，提出大面元太赫兹热释电探测器和多用途探测器结构研究，用于自由空间和波导传输太赫兹光束功率的测试。首先使用有限元分析软件建立太赫兹热释电探测器模型，开展热电耦合仿真设计；其次使用精密研磨抛光工艺、平面集成电路微纳米加工技术、匀胶与剥离工艺、砂轮划片技术等工艺技术，开展太赫兹热释电探测器研制；最后创新设计装配在探测器结构上的套筒与波导适配器。理论分析和实验结果表明：该方法设计的太赫兹热释电探测器具有噪声等效功率低、重复性高特点，并且解决了自由空间与波导传输太赫兹辐射功率兼容测试问题。
太赫兹探测器 有限元分析 自由空间 波导 THz detector finite element analysis free space waveguide 红外与激光工程
2020, 49(5): 20190338
中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室，山东 青岛 266555
针对微弱太赫兹激光功率的测试需求，本文研究一种可以提高太赫兹探测器响应度的方法。采用反射式太赫兹时域光谱分析仪测试太赫兹激光吸收材料的吸收率，选择吸收率高的材料作为太赫兹激光的吸收材料；使用直流磁控溅射技术在太赫兹激光吸收材料底部均匀的镀上一层金薄膜；利用具有高导热率和高粘接强度的固化液体硅胶把太赫兹激光吸收材料与热电堆的热端粘接在一起，并把热电堆的冷端与热沉紧密粘贴。理论分析和实验结果表明此方法有效提高了热电堆的热电转换率和吸收材料对太赫兹激光的吸收率，从而使太赫兹探测器的响应度提升了7.9%。因此，本文研制的太赫兹探测器在0.1 THz～10 THz 范围内，能够实现微瓦量级太赫兹激光功率的测试。
太赫兹探测器 太赫兹激光 响应度 塞贝克效应 Terahertz detector Terahertz laser responsivity Seebeck effect
