[发明专利]一种偏振、振幅可控的自旋太赫兹控制系统

说明书

本发明的一种偏振、振幅可控的自旋太赫兹控制系统，包括电压源模块，信号发生器模块，功率放大器模块，控制器模块，自旋太赫兹发射器组成；电压源模块用于给信号发生器模块、功率放大器模块供电，其输出电压为两者额定工作电压；信号发生器模块可以输出频率可调的脉冲电信号，其中脉冲电信号包括方波信号、正弦波信号等；功率放大器模块用于对信号发生器模块产生的脉冲电信号放大，其中功率放大器模块包含两个输出通道，即x通道和y通道；功率放大器模块放大后的脉冲电信号驱动自旋太赫兹发射器工作，产生偏振、振幅可控自旋太赫兹波。本发明的调控过程不同于传统机械调控太赫兹的振幅、偏振，而是采用电控制方式，调控效率以及速度得到提升。

技术领域

本发明涉及太赫兹发射设备技术领域，具体涉及一种偏振、振幅可控的自旋太赫兹控制系统。

背景技术

太赫兹频段位于红外和微波之间，是宏观电子学与微观光子学的过渡频段，兼具宽带性、低能性、高透性、唯一性等诸多优势特性，其在无损检测、卫星通信、医疗诊断、卫星通信等领域具有重大的科学价值和广阔的应用前景。自旋太赫兹源因其独特的太赫兹产生机理，具有低成本、高效率等优势，是未来太赫兹技术的重要发展方向。

偏振、振幅是太赫兹波的一个重要参数，现有技术中对太赫兹偏振、振幅的调节需要偏振片或衰减片等光学元件，采用机械调控方式，调控效率低下。

发明内容

本发明提出的一种偏振、振幅可控的自旋太赫兹控制系统，可解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种偏振、振幅可控的自旋太赫兹控制系统，包括电压源模块，信号发生器模块，功率放大器模块，控制器模块，自旋太赫兹发射器组成；所述的电压源模块用于给信号发生器模块、功率放大器模块、控制器模块供电，其输出电压为三者额定工作电压；信号发生器模块可以输出频率可调的脉冲电信号，其中脉冲电信号包括方波信号、正弦波信号等；功率放大器模块用于对信号发生器模块产生的脉冲电信号放大，其中功率放大器模块包含两个输出通道，即x通道和y通道；经功率放大器模块放大后的脉冲电信号驱动自旋太赫兹发射器工作，产生偏振、振幅可控自旋太赫兹波；

所述控制器模块可以对信号发生器模块产生的脉冲电信号频率进行控制；同时控制器模块可以控制功率放大器模块的两个输出通道脉冲电信号的大小，即x通道和y通道脉冲电流的振幅。

进一步地，所述信号发生器模块、功率放大器模块、自旋太赫兹发射器之间通过同轴电缆连接，其中信号发生器模块连接功率放大器模块，功率放大器模块连接自旋太赫兹发射器；电压源模块、信号发生器模块、功率放大器模块、控制器模块之间通过导线连接，其中电压源模块分别连接信号发生器模块、功率放大器模块，控制器模块分别连接信号发生器模块、功率放大器模块。

进一步地，所述自旋太赫兹发射器由x方向和y方向的两对电磁线圈和自旋太赫兹芯片组成，其中x方向的电磁线圈同功率放大器模块的x通道相连；y方向的电磁线圈同功率放大器模块的y通道相连；x通道和y通道的同轴电缆长度近似相等；自旋太赫兹芯片处于两对电磁线圈中间。当功率放大器输出的脉冲电信号通过自旋太赫兹发射器模块的两对电磁线圈时，根据比奥-萨法尔定律，可在两对电磁线圈中心产生脉冲磁场，脉冲磁场对自旋太赫兹芯片进行磁化，其中脉冲磁场的大小、方向同功率放大器模块的x通道和y通道的脉冲电流大小有关。

进一步地，所述产生的自旋太赫兹借助锁相放大器采用ZnTe晶体电光采样方式或光电导天线进行探测，其中锁相放大器的参考信号由脉冲信号发生器模块提供。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：