[发明专利]一种太赫兹宽带调制信号测量装置及方法

权利要求书

1.一种太赫兹宽带调制信号测量装置，其特征在于，包括：

太赫兹宽带调制信号产生器，用于提供太赫兹宽带调制信号；

共面波导，被测太赫兹宽带调制信号在其中传输时，信号电场引起衬底材料折射率的变化，探测激光经衬底输入到共面波导信号电极上，经电极反射，其偏振态发生改变；

参考时钟，通过功分器为太赫兹宽带调制信号产生器、重频可调飞秒激光器、数据采集模块提供参考信号；

重频可调飞秒激光器，提供飞秒激光，并输入到飞秒激光选通器输入端；

飞秒激光选通器，用于对飞秒激光进行选通，将其重复频率降低至≤1MHz；

起偏器，将飞秒激光选通器输出的激光转化为线偏振光，作为探测激光；

所述探测激光，经共面波导反射后，转化为电信号；

数据采集模块，对电信号进行采集，采样率为100M采样点/s，获得波形数据；

计算机，通过数据线控制重频可调飞秒激光器与数据采集模块工作，并对数据模块采集的数据进行处理；

1/4波片，所述探测激光经共面波导反射后，在s、p偏振方向上引入一个90°的相位差；

沃拉斯通棱镜，将1/4波片输出的飞秒激光的s、p偏振光分离为两束，输入到平衡探测器的两个输入端；

平衡探测器，将s、p偏振光偏振状态的差转化为电压信号输出，该电压正比于共面波导上探测光斑位置处信号电场的强度。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：

第一微波探针，将被测太赫兹宽带调制信号耦合到共面波导中进行传输。

3.如权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：

第二微波探针，将50Ω负载与共面波导连接；

50Ω负载，将传输到其中的信号吸收，防止生成反射信号。

4.如权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：

第一功分器，将参考时钟输出的参考信号分为两路，分别输入到第二功分器及太赫兹宽带调制信号产生器的参考信号输入端；

第二功分器，用于将第一功分器输入的参考信号分为两路，分别输入到重频可调飞秒激光器及数据采集模块的参考信号输入端。

5.如权利要求1所述装置，其特征在于，

所述太赫兹宽带调制信号产生器输出的待测太赫兹宽带调制信号，经微波探针耦合到共面波导中进行传输，并使用异步电光取样技术对所述太赫兹宽带调制信号进行测量。

6.如权利要求1所述装置，其特征在于，

所述参考时钟为小型铷种，其时基短期稳定度优于10^-11。

7.如权利要求1所述装置，其特征在于，

重频可调飞秒激光器重复频率为100MHz；

飞秒激光选通器选通比为100：1。

8.一种太赫兹宽带调制信号测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待测的太赫兹宽带调制信号，输入到共面波导中传输，信号的电场引起衬底材料折射率的变化，探测激光经衬底输入到共面波导信号电极上，经电极反射，其偏振态发生改变；

参考时钟提供10MHz参考信号，为太赫兹宽带调制信号产生过程、重频可调飞秒激光产生过程、数据采集过程提供参考时钟信号；

对飞秒激光进行选通，将其重复频率降低到1MHz或以下，再转化为线偏振光，作为探测激光经共面波导衬底材料入射到共面波导信号电极上，经电极反射后的探测光分解为s、p偏振方向上并引入90°的相位差，再将s、p偏振光分离后，检测s、p偏振光偏振状态的差转化为电压信号。

9.如权利要求8所述方法，其特征在于，包含以下步骤：

若所述飞秒激光信号频率为f1，选通比为n：1，太赫兹宽带调制信号的重复频率为f2，数据采样率为fs，则探测激光与被测信号的频差Δf＝|f1/n-f2|，系统的等效采样率为fe＝f2×fs/Δf，测得信号的周期为1/f2，每个周期中采样点数N＝fs/Δf。