太赫茲功率計選型推薦,太赫茲探測器歸類(lèi)對比
太赫茲探測也是太赫茲技術(shù)中的另一項關(guān)鍵技術(shù),是太赫茲技術(shù)投入到實(shí)際應用的另一關(guān)鍵環(huán)節。由于目前太赫茲輻射源的功率普遍都比較低,因此發(fā)展高靈敏度、高信噪比的太赫茲探測技術(shù)尤為重要。太赫茲的探測方法比較多,對于脈沖太赫茲的探測目前已經(jīng)廣泛使用的方法有光電導天線(xiàn)探測和電光采樣兩種方式。本文主要歸類(lèi)整理對于連續波太赫茲的探測方法,主要有測輻射熱計(bolometer)太赫茲探測器,高萊盒探測器,太赫茲光聲探測器,熱釋電探測器,熱電探測器,亞太赫茲超快探測器。這些探測器性能各有不同,可應用于不同環(huán)境。科研實(shí)驗研究中往往需要根據自己的太赫茲源選擇合適的太赫茲探測器。
主要探測器性能對比
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頻率范圍 | 響應度 | 噪聲等效功率(NEP) | 響應時(shí)間 | 外形尺寸,特殊要求 |
測輻射熱計太赫茲探測器 | 0.1-20THz |
2.4×105V/W |
10-13W/Hz1/2 | ns | 體積大,需要冷卻 |
高萊盒太赫茲功率計/探測器 | 0.05-20THz |
1×105 V/W |
10-10W/Hz1/2 |
10ms | 體積小,閾值低 |
熱釋電太赫茲功率計/探測器 | 0.1-30THz |
1.4×105V/W |
10-9W/Hz1/2 |
ms | 體積小 |
熱電太赫茲功率計 | 0.3-10THz |
1×105V/W |
10-9W/Hz1/2 |
ms-s | 體積小 |
太赫茲超快探測器 | 0.05-0.7THz |
1V/W |
10-9W/Hz1/2 |
ps | 體積微小,需接示波器 |
用高萊盒探測器(Golay Cell)探測太赫茲輻射。其原理是:當太赫茲輻射通過(guò)接受窗口照射到吸收薄膜上時(shí),吸收薄膜將能量傳遞給與之相連的氣室,使氣體溫度和氣壓升高,以此驅動(dòng)與氣室相連的反射鏡膨脹偏轉,通過(guò)光學(xué)方法檢測反射鏡移動(dòng)量,能間接地測量太赫茲的輻射量。
高萊盒參數\型號 | Golay Cell (GC-1P) |
Golay Cell (GC-1T) |
Golay Cell (GC-1D) |
入射窗材料 | 高密度聚乙烯(HDPE) |
聚4-甲基戊烯(TPX) |
金剛石(Diamond) |
工作波長(cháng) | 15-8000um | 0.3-6.5um&13-8000um | 0.4-8000um |
入射錐直徑 |
11mm |
||
入射窗直徑 | 6mm | ||
額定探測功率 | <10uW,更大功率需要衰減器 | ||
調制頻率 | 15±5Hz | ||
光學(xué)響應 | 典型值:1×105V/W | ||
響應速度 | 典型值:30ms | ||
等效噪聲功率 | 典型值NEP=1.4×10-10W/Hz1/2 | ||
操作溫度 | 5-40℃ | ||
尺寸 | L×W×H=126×45×87mm3 | ||
應用 | 中紅外和THz | 紫外-近紅外和THz | 可見(jiàn)光-太赫茲 |
熱釋電太赫茲探測器/太赫茲功率計是利用利用熱釋電材料的自發(fā)極化強度隨溫度而變化的效應制成的一種熱敏型紅外探測器。熱釋電材料是一種具有自發(fā)極化的電介質(zhì),它的自發(fā)極化強度隨溫度變化。如果把熱釋電材料做成表面垂直于極化方向的平行薄片,當紅外太赫茲輻射入射到薄膜表面時(shí),薄片因吸收輻射而發(fā)生溫度變化,引起極化強度的變化。而中和電荷由于材料的電阻率跟不上這一變化,其結果是薄片的兩表面之間出現瞬態(tài)電壓,若有外電阻跨接在兩表面之間,電荷就通過(guò)外電路形成電流,電流的大小與熱釋電系數成正比,還與薄膜的溫度變化成正比,可用來(lái)測量THz輻射的強度。
太赫茲功率計參數\型號 | 3A-P-THZ | RM9-THZ |
THZ9D- 20mS-BL |
THZ5I-BL-BNC |
THZ9B-BL |
攝入孔徑 | 12mm | 8mm | 9mm | 5mm | 9mm |
測量光譜范圍 | 0.3-10THz | 0.1-30THz | 0.1-30THz |
0.1-30THz |
0.1-30THz |
功率測量范圍 | 15uW-3W | 100nW-100mW | up to 25mW | up to 140uW | up to 150nW |
噪聲水平 | 4uW | 20nW | 300nW | 1nW | 3nW |
響應時(shí)間 | 0.2s | 3.5s | 0.2s |
0.2s |
0.2s |
調制頻率 | N/A無(wú)需斬波調制 | 18Hz | 10Hz | 5Hz | 5Hz/25Hz |
上海屹持光電推出的SPY-01太赫茲探測器是一個(gè)可以放置于真空腔中,非常緊湊的熱釋電探測器。用于探測從紫外到太赫茲波段的微弱電磁波輻射。真空腔太赫茲探測器都裝配有外部供電電源。
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TeraSense的太赫茲探測技術(shù)受惠于等離子體激元領(lǐng)域的長(cháng)期基礎研究。超快太赫茲探測器可以以150ps的響應速度探測太赫茲超短脈沖的瞬態(tài)時(shí)域譜型。探測波譜范圍0.05-0.7THz。等效噪聲功率在1nW量級。
測輻射熱計bolometer太赫茲探測器是一種非相干太赫茲探測器,它只記錄所探測的輻射功率大小。其原理是用一根電阻將溫度為T(mén)0的吸收體連接起來(lái),然后對吸收體施加偏置功率為Pb的電場(chǎng),這是如果吸收體收到輻射功率為Ps的太赫茲輻射信號,吸收體的溫度會(huì )高于熱源的溫度。如果保持偏置功率Pb不變,電阻溫度會(huì )發(fā)生相應變化,由此可以通過(guò)測電阻來(lái)測量輻射功率。
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