基于DBR激光器的太赫兹辐射源研制

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在本论文中,提出并研究了一种基于DBR激光器即分布布拉格反射器激光器,并使用光子混频技术的太赫兹辐射源。该太赫兹辐射源利用两套反馈电路控制两台DBR激光器的电流,调谐并稳定DBR激光器的波长,从而实现太赫兹激光调谐。并且该太赫兹辐射源具有激光波长校准模块,以获得更准确的激光拍频。我们将其中一个DBR激光器作为参考激光器,固定波长对外辐射激光,而另一个DBR激光器作为调谐激光器,调谐该激光器辐射波长,这两束激光在自由空间中重叠后再经过光电导天线,实现太赫兹辐射。通过调谐不同波长的激光,实现可以连续调谐的太赫兹辐射源,该辐射源可以实现的太赫兹光谱范围为0.2THz~2.04THz,太赫兹信噪比可达52.826dB。该太赫兹辐射源具有成本低、调谐速度快、系统结构简单等优点。本论文提出基于DBR激光器的太赫兹辐射源研制,并对此系统进行应用,主要研究内容如下:1.在分析和介绍国内外太赫兹辐射源的原理和应用基础上,总结并比较了不同太赫兹辐射源的优点和不足,提出基于光子混频技术辐射太赫兹激光的目标。本论文中使用两台可调谐二极管激光器,一台激光器作为参考激光器,另一台作为调谐激光器,辐射频差在太赫兹范围内的两束激光,该两束激光在空间中重叠后再经过光电导天线后即可实现太赫兹辐射。2.在分析和介绍国内外的可调谐二极管激光器的调谐机理的基础上,总结并比较了不同类型可调谐二极管激光器的优缺点,提出基于DBR激光器的太赫兹辐射源的研制。本论文中使用的DBR激光器是将激光器控制在某一恒定温度下,采用电流调制的方式进行调谐。该可调谐二极管激光器调谐步进为5pm,调谐的范围为1528~1563nm。3.为了实时监视可调谐二极管激光器辐射激光的波长,本论文提出一种基于双法布里-珀罗标准具实现激光波长的测试方案。根据多光束干涉的原理,法布里-珀罗标准具的相对透射强度比与入射波长呈周期性变化,另外通过微小地调整入射角度,法布里-珀罗标准具的相对透射强度光谱将发生明显的相移。实验结果表明:将入射角度调整至0.7°时,两相对透射强度光谱已发生明显相移。在此基础上,该波长校准模块的精度可达到±1pm,校准的范围覆盖整个C波段。4.通过光电导天线向外辐射连续太赫兹激光,并将其应用于乳糖检测实验中,根据实验结果,验证了基于DBR激光器的太赫兹辐射源的可行性。因此,基于DBR激光器的太赫兹辐射源对于诸如光通信、吸收光谱和光学相干测量等实际应用具有很重要的实践意义。
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