[发明专利]一种太赫兹宽带调制信号测量装置及方法

说明书

本申请公开了一种太赫兹宽带调制信号测量装置，包括：太赫兹宽带调制信号产生器、微波探针、共面波导、50Ω负载、参考时钟、功分器、重频可调飞秒激光器、飞秒激光选通器、起偏器、数据采集模块以及计算机等。本发明还公开了上述装置用于太赫兹宽带调制信号测量的方法。本发明的装置和方法，为载波频率达太赫兹频段、带宽达几十GHz的太赫兹宽带调制信号提供测量方法。

技术领域

本发明涉及信号测量领域。更具体地，涉及一种基于异电光取样系统的太赫兹宽带调制信号的测量装置与方法。

背景技术

通信技术的飞速发展对信号的传输速率、带宽与传输容量提出了新的挑战，太赫兹宽带调制信号因具有抗噪声能力强、带宽效率高等特点，受到越来越多的重视。随着5G通信、空基骨干网的发展，宽带调制信号的载波频率已经达到了E波段(71GHz～86GHz)甚至更高，带宽也向十吉赫兹量级发展，传统的基于矢量信号分析仪的宽带调制信号测量方法已经渐渐无法满足相关需求。

因此，需要提供一种基于异步电光取样系统的太赫兹宽带调制信号测量方法，为载波频率高达太赫兹、带宽达几十吉赫兹的宽带调制信号提供新的测量方法。

发明内容

本发明提供一种基于异步电光取样原理的太赫兹宽带调制信号测量装置与方法，的一个目的在于为载波频率达太赫兹、带宽达几十吉赫兹的宽带调制信号提供测量手段。

本申请实施例提出一种太赫兹宽带调制信号测量装置，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。

优选地，本发明的装置还包含第一微波探针，将被测太赫兹宽带调制信号耦合到共面波导中进行传输。

优选地，本发明的装置还包含第二微波探针，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。

优选地，本发明的装置还包含第一功分器，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。

本发明的装置还包含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。

优选地，本发明的装置中，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。