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[发明专利]基于像旋转90°四镜非平面环形谐振腔的中波红外相干光源-CN202211696312.1在审
发明人： 李惟帆;祁峰;程乃俊;姚吉勇 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-12-28 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： H01S3/094 文献下载
摘要：本发明涉及基于像旋转90°四镜非平面环形谐振腔的中波红外相干光源，其包括：泵浦激光器、缩束透镜组、磁光隔离器、半波片、45°反射镜、偏振立方体、45°反射镜、四镜非平面环形谐振腔、滤光片。所述泵浦激光器用于产生1.064μm激光；所述缩束透镜组用于提升光束能量密度；所述磁光隔离器用于保证激光单向传输；所述半波片用于调整泵浦光偏振态；所述45°反射镜用于折叠光路；所述偏振立方体用于反射水平偏振态泵浦光；所述四镜非平面环形谐振腔用于产生中波红外光，输入镜、两个信号光反射镜、输出镜构成整体腔型；所述滤光片用于阻挡泵浦光；本发明通过环形腔结构，对信号光进行多次像旋转形成高度中心对称的激光模式输出，实现中红外高光束质量激光输出。
基于旋转 90 四镜非平面环形谐振腔中波红外相干光源

[发明专利]一种宽量程密分度的太赫兹频率计量仪-CN202310289058.1在审
发明人：刘鹏翔;付俏俏;祁峰;李伟;李惟帆;郭丽媛;郭旭 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2023-03-23 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种宽量程密分度的太赫兹频率计量仪，包括探测光源、聚焦透镜、太赫兹波入射窗口、离轴抛物面镜、上转换晶体、准直透镜、长通滤光片、耦合透镜、多模光纤和光谱仪。所述探测光源产生近红外探测光；所述聚焦透镜聚焦探测光；所述太赫兹波入射窗口透过待测太赫兹波；所述离轴抛物面镜合束太赫兹波与探测光；所述上转换晶体产生近红外上转换光；所述准直透镜准直上转换光；所述长通滤光片阻挡剩余探测光；所述耦合透镜将上转换光汇聚到多模光纤；所述多模光纤传输上转换信号到光谱仪；所述光谱仪分析上转换光谱。根据已知的探测光光谱换算得到待测太赫兹波谱信息。这种太赫兹率计量仪量程宽、分度密，适用于太赫兹高分辨波谱等领域。
一种量程分度赫兹频率计量仪

[发明专利]一种光束指向稳定的大转角调谐短波红外相干光源-CN202211273179.9在审
发明人：刘鹏翔;李伟;祁峰;牛春草;李惟帆;付俏俏 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： H01S3/108 文献下载
摘要：本发明涉及一种光束指向稳定的大转角调谐短波红外相干光源，本相干光源包括：泵浦激光器、磁光隔离器、缩束透镜组、两个45°反射镜、光学参量振荡器(OPO)、滤光片、固定直角棱镜以及移动直角棱镜。所述泵浦激光器用于产生泵浦光；所述磁光隔离器用于保证激光单向传输；所述缩束透镜组用于提升光束能量密度；所述两个45°反射镜用于折叠泵浦光路；所述光学参量振荡器用于产生相干短波红外光；所述非线性晶体用于调节短波红外光源的输出波长；所述滤光片用于阻挡剩余泵浦光；所述固定直角棱镜和位移直角棱镜用于补偿在晶体旋转过程中造成的输出光束横向位移。本发明通过移动棱镜，对光束横向位移进行补偿，实现大转角调谐过程中输出光束位置不变，保证其指向性稳定，适用于光谱分析、遥感和成像等需求。
一种光束指向稳定转角调谐短波红外相干光源

[发明专利]光束指向稳定的大转角调谐中长波红外相干光源装置-CN202211273177.X在审
发明人：刘鹏翔;牛春草;祁峰;李伟;李惟帆;付俏俏;姚吉勇 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： G01N21/01 文献下载
摘要：本发明涉及光束指向稳定的大转角调谐中长波红外相干光源装置，包括脉冲激光器、隔离器、光学参量振荡器(OPO)输入镜、非线性晶体、OPO输出镜、长通滤光片、固定直角棱镜、移动直角棱镜。所述激光器用于产生泵浦光；所述脉冲隔离器用于保证激光单向传输；所述OPO输入镜、非线性晶体、OPO输出镜用于产生中长波红外光；所述长通滤光片用于阻挡剩余泵浦光；所述固定直角棱镜、位移直角棱镜用于补偿在晶体旋转过程中造成的输出光束的横向位移。本发明通过相应地移动棱镜对光束横向位移进行补偿，实现了大转角调谐的输出光束位置不变，保证其指向性稳定，利于后续的应用研究。本发明结构简单、操作简便，适用于红外分子光谱、医疗成像、遥感等需求。
光束指向稳定转角调谐长波红外相干光源装置

[发明专利]一种大范围调谐平坦的中长波红外相干光源装置-CN202211333648.1在审
发明人：刘鹏翔;付俏俏;祁峰;李伟;李惟帆;牛春草;姚吉勇 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-10-28 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： H01S3/086 文献下载
摘要：本发明涉及一种大范围调谐平坦的中长波红外相干光源装置，包括泵浦激光器、可调泵浦衰减器、光学参量振荡器(OPO)、长通滤波片、可调红外衰减片组、电动旋转台、电动转轮和上位机。所述泵浦激光器用于产生泵浦激光；所述可调泵浦衰减器用于调节泵浦光能量；所述OPO用于产生中长波红外光；所述长通滤波片用于滤除剩余泵浦光；所述可调红外衰减片组位于电动转轮上用于压缩调谐过程中不同波长输出能量的变化范围；所述电动旋转台用于实现OPO的角度调谐；所述上位机用于控制电动旋转台及电动转轮。本发明可压缩中长波红外光源调谐过程中不同波长输出能量的变化范围，实现平坦化调谐输出，适用于红外成像及生物检测等特殊场合应用的需求。
一种范围调谐平坦长波红外相干光源装置

[发明专利]一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法-CN202111591274.9有效
发明人： 李惟帆;祁峰;刘大有 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2021-12-23 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法，包括以下步骤：太赫兹透镜工作频率和材料选取；太赫兹透镜材料折射率准确标定；太赫兹透镜通光孔径、焦距、边缘厚度和面型选取；太赫兹透镜聚焦焦移效应补偿；太赫兹透镜表面非球面优化。使用本发明而设计出的太赫兹透镜为非球面折射聚焦透镜，其真实焦距与理论焦距的偏差绝对值可控制在1％之内。本发明主要解决了目前商用太赫兹折射透镜在对太赫兹波进行聚焦时，因焦移效应导致实际焦距小于理论焦距，进而导致焦平面位置偏差较大的问题。
一种赫兹精确聚焦透镜设计方法

[发明专利]一种基于场效应晶体管和双天线结构的太赫兹波探测器-CN202110001813.2在审
发明人：刘朝阳;祁峰;汪业龙;刘鹏翔;李惟帆 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2021-01-04 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： G01J1/42 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于场效应晶体管和双天线结构的太赫兹波探测器，包括两个天线、匹配网络和场效应晶体管；所述两个天线用于接收太赫兹波信号或同时接收太赫兹波信号和本振信号，或分别接收太赫兹波信号和本振信号；所述场效应晶体管用于输出探测信号；第一天线和第二天线均引出一个馈电端口，分别经过第一匹配网络和第二匹配网络，与场效应晶体管的栅极和源极连接，场效应晶体管的漏极输出探测信号，场效应晶体管的源极和栅极分别接入外部偏置电压。本发明通过两个天线来接收太赫兹信号或本振信号，增加了接收的太赫兹波信号和功率，从而增加输出探测信号。
一种基于场效应晶体管天线结构赫兹探测器

[发明专利]一种基于正交极化双天线的太赫兹波外差探测器-CN202110001818.5在审
发明人：祁峰;刘朝阳;汪业龙;刘鹏翔;李惟帆 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2021-01-04 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： G01J1/42 文献下载
摘要：本发明涉及太赫兹波探测技术领域，具体地说是一种基于正交极化双天线的太赫兹波外差探测器。包括：两个天线、匹配网络和场效应晶体管，其中：第一天线和第二天线的极化方向相互垂直，第一天线和第二天线分别引出两个馈电端口，第一天线的两个馈电端口分别经过第一匹配网络和第二匹配网络连接第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的源极，第二天线的两个馈电端口分别经过第三匹配网络和第四匹配网络连接第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的栅极，第一场效应晶体管的漏极和第二场效应晶体管的漏极相连并输出探测信号。本发明采用正交极化双天线的方式分别接收本振信号和太赫兹波信号，可有效提高二者的隔离度。
一种基于正交极化天线赫兹外差探测器

[发明专利]一种基于场效应晶体管和天线结构的太赫兹波探测器-CN202110002072.X在审
发明人：刘朝阳;祁峰;汪业龙;刘鹏翔;李惟帆 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2021-01-04 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： H01Q1/50 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于场效应晶体管和天线结构的太赫兹波探测器，包括包括天线、第一匹配网络、第一场效应晶体管和负载；所述天线用于接收太赫兹波信号；所述天线引出一个馈电端口，经第一匹配网络连接与第一场效应晶体管的源极连接，第一场效应晶体管串联一个或多个场效应晶体管，在最末端第一场效应晶体管的漏极经探测信号输出点与负载一端连接；所述第一场效应晶体管的源极和栅极、最末端场效应晶体管的栅极以及负载另一端分别连入外部偏置电压。本发明采用多个场效应晶体管串联结构可提高整体探测器的阻抗，其探测输出信号比采用单个场效应晶体管结构的太赫兹波探测器要高，从而增加探测器的信噪比。
一种基于场效应晶体管天线结构赫兹探测器

[发明专利]一种差分输出太赫兹波探测器-CN202110002073.4在审
发明人：刘朝阳;祁峰;汪业龙;刘鹏翔;李惟帆 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2021-01-04 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： H01Q1/50 文献下载
摘要：本发明涉及一种差分输出太赫兹波探测器，包括：天线、匹配网络和场效应晶体管；天线为天线A和天线B；第一场效应晶体管和第二效应晶体管分别在漏极处输出差分中频信号；天线A引出一个馈电端口，经第一匹配网络分别与第一场效应晶体管的源极和第二场效应晶体管的源极连接；天线B引出两个馈电端口，一个馈电端口经过第二匹配网络与第一场效应晶体管栅极连接，另一个馈电端口经第三匹配网络与第二场效应晶体管的栅极连接；第一负载的一端与第一场效应晶体管的漏极连接，第二负载的一端与第二场效应晶体管的漏极连接；每个场效应晶体管的源极和栅极以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。本发明中本振信号和太赫兹信号的隔离度优越。
种差输出赫兹探测器

[发明专利]一种具有边缘拓展结构的太赫兹边缘拓展透镜-CN202210186386.4在审
发明人：祁峰;李惟帆 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-02-28 - 公布日： 2022-05-24 - 主分类号： G02B3/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种具有边缘拓展结构的太赫兹边缘拓展透镜。本发明的透镜的通光孔径根据太赫兹波入射到透镜表面的波束尺寸而设计，与通光孔径为标准尺寸的商用太赫兹透镜相比，本发明的透镜厚度更薄，透镜材料对太赫兹波的吸收衰减更小。本发明的边缘拓展结构为与透镜一体的边缘拓展平板，尺寸上与标准装卡尺寸的商用光学调整架相匹配，方便透镜的装卡和使用。
一种具有边缘拓展结构赫兹透镜

[发明专利]一种用于发散太赫兹波聚焦的太赫兹单透镜及其设计方法-CN202210187566.4在审
发明人： 李惟帆;祁峰 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-02-28 - 公布日： 2022-05-24 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于发散太赫兹波聚焦的太赫兹单透镜及其设计方法，单透镜表面形状为双凸面，可以对发散的太赫兹波进行聚焦，其作用相当于一组准直聚焦透镜。单透镜太赫兹波入射表面的曲面参数根据实际太赫兹波发散角优化，实现单透镜通光孔径的充分利用，有助于节省透镜材质成本和减小太赫兹波吸收损耗。此外单透镜两个凸面都进行了像差优化。发散的太赫兹波通过本发明的单透镜进行聚焦，可以获得质量好、位置准确的聚焦光斑。本发明的单透镜对单一频点或宽频带太赫兹波均适用，相比传统的聚焦准直透镜组，具有结构紧凑、稳定性高、对太赫兹波损耗小、成本低等优势。
一种用于发散赫兹聚焦透镜及其设计方法

[发明专利]一种自拉曼激光差频太赫兹辐射装置-CN202010966406.0在审
发明人：刘鹏翔;祁峰;李惟帆;郭丽媛;韩丽娜;李伟 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2020-09-15 - 公布日： 2021-01-08 - 主分类号： H01S3/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种自拉曼激光差频太赫兹辐射装置，包括自拉曼激光器和差频组件；自拉曼激光器由半导体光源、全反射镜、激光与拉曼键合晶块、声光Q开关和激光输出镜组成；差频组件由光束整形透镜、差频晶块和低通滤波片组成。所述激光与拉曼键合晶块由两块同种材料的晶体块键合而成，其中一块晶体掺杂稀土离子；全反射镜与激光输出镜组成激光谐振腔，实现自拉曼激光器的双波长运转输出；声光Q开关控制激光输出时间，实现同步脉冲运转。自拉曼激光器输出的双波长激光，经光束整形透镜照射差频晶块，通过非线性作用产生相干太赫兹波；低通滤波片阻挡剩余激光透射太赫兹波。本发明结构简单、辐射效率高，适用于高分辨率太赫兹波谱分析及成像等需求。
一种激光差频太赫兹辐射装置

[发明专利]一种太赫兹折射消球差透镜-CN201810342158.5在审
发明人：祁峰;李惟帆 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2018-04-17 - 公布日： 2019-10-29 - 主分类号： G02B3/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种太赫兹折射消球差透镜，包括两个表面，至少有一个表面为凸面，另一个表面为平面或凸面，且至少有一个表面的形状是非球面形状。太赫兹波束经过本发明折射消球差透镜的整形可以获得接近甚至达到衍射极限的高质量聚焦太赫兹波束，亦可以用其对太赫兹波束进行准直，获得平面太赫兹波；使用本发明的太赫兹折射消球差透镜的成像系统相比传统太赫兹成像系统具有更好的稳定性，成像分辨率更高，可以满足高分辨率太赫兹成像、波谱分析和生物样品检测等需求。
消球差透镜波束折射太赫兹成像凸面生物样品检测成像分辨率波谱分析成像系统高分辨率球面形状太赫兹波衍射极限整形准直聚焦

[实用新型]太赫兹折射消球差透镜-CN201820547079.3有效
发明人：祁峰;李惟帆 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2018-04-17 - 公布日： 2018-10-30 - 主分类号： G02B3/02 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种太赫兹折射消球差透镜，包括两个表面，至少有一个表面为凸面，另一个表面为平面或凸面，且至少有一个表面的形状是非球面形状。太赫兹波束经过本实用新型折射消球差透镜的整形可以获得接近甚至达到衍射极限的高质量聚焦太赫兹波束，亦可以用其对太赫兹波束进行准直，获得平面太赫兹波；使用本实用新型的太赫兹折射消球差透镜的成像系统相比传统太赫兹成像系统具有更好的稳定性，成像分辨率更高，可以满足高分辨率太赫兹成像、波谱分析和生物样品检测等需求。
消球差透镜波束本实用新型折射太赫兹成像凸面生物样品检测成像分辨率波谱分析成像系统高分辨率球面形状太赫兹波衍射极限整形准直聚焦

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