赫兹量子级联激光器模式的方法，该方法通过上述装置来实现。本实施例中，所述太赫兹量子级联激光器激射频率约为3.0THz，阈值电流为0.6A，驱动电流为0.68A，单/多模临界电流为0.71A，工作温度为10K。调制的方法至少包括如下步骤:
[0031]首先，保持微波发生器功率为一固定值，如lOdBm，调制所述微波发生器产生的微波信号的频率，所述微波信号经过所述耦合器和T型偏置器注入到所述太赫兹量子级联激光器有源区内对激光器模式进行调制，直到所述频谱仪显示所述太赫兹量子级联激光器多纵模差频信号，记录该差频信号对应的峰值频率fr，本实施例中，所述差频信号对应的峰值频率fr为 15.37GHz;
[0032]然后，保持所述微波发生器功率不变，分别在大于频率fr、、等于fr、以及小于fr下调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制后的光谱，直到在光谱上检测出多个模式。
[0033]本实施例中，分三种情况调制所述微波发生器的频率。
[0034]第一种情况，保持微波发生器功率不变，在大于15.37GHz的频率一侧调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制后的光谱。结果发现，当微波发生器的频率调制到15.48GHz时，光谱中在小于15.37GHz的一侧(左侦D被调制出一个单模，此时，加上15.37GHz处的模式，光谱上共有两个模式。如图2最上面的光谱曲线所示。
[0035]第二种情况，保持微波发生器功率不变，将所述微波发生器的频率输出为15.37GHz，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制后的光谱，光谱中可以观察到在15.37GHz两侧同时出现增加的模式，此时，加上15.37GHz处的模式，光谱上一共出现了 5个模式。如图2第二行的光谱曲线所示。
[0036]第三种情况，保持微波发生器功率不变，在小于15.37GHz的频率一侧调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制后的光谱。结果发现，当微波发生器的频率调制到15.2IGHz时，光谱中在大于15.37GHz的一侧(右侧)被调制出一个单模，此时，加上15.37GHz处的模式，光谱上共有两个模式。如图2第三行的光谱曲线所示。
[0037]测试完毕后，关闭所述微波发生器，用红外光谱仪可以测得没有微波注入时太赫兹量子级联激光器单模工作时光谱。如图2中最下面的光谱曲线所示。
[0038]综上所述，本发明提供一种太赫兹量子级联激光器模式调制的装置及方法，所述装置至少包括:微波发生器、耦合器、T型偏置器、太赫兹量子级联激光器、频谱仪以及红外光谱仪;所述微波发生器依次通过所述耦合器、T型偏置器与所述太赫兹量子级联激光器的输入端相连;所述红外光谱仪与所述太赫兹量子级联激光器的输出端相连;所述频谱仪与所述耦合器相连。本发明能够对单模工作、驱动电流在阈值电流附近的太赫兹量子级联激光器进行微波注入，通过改变微波发生器注入的频率能够分别实现在原来单模工作频率左侧增加一个模式、两侧同时增加多个模式、右侧增加一个模式，在调制激光器的同时能够确保调制信号不影响激光器的工作温度。
[0039]所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0040]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于，所述装置至少包括:微波发生器、耦合器、T型偏置器、太赫兹量子级联激光器、频谱仪以及红外光谱仪； 所述微波发生器依次通过所述耦合器、T型偏置器与所述太赫兹量子级联激光器的输入端相连;所述红外光谱仪与所述太赫兹量子级联激光器的输出端相连;所述频谱仪与所述耦合器相连。2.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于:采用工作在连续模式的所述太赫兹量子级联激光器作为发射器件，所述太赫兹量子级联激光器的激射频率的范围为I?5THz，驱动电流在阈值电流附近，无微波注入时，所述太赫兹量子级联激光器单模工作。3.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于:所述太赫兹量子级联激光器通过微波传输线进行直流驱动，在所述微波传输线和所述太赫兹量子级联激光器的脊条之间用微带线连接，使所述微波传输线和太赫兹量子级联激光器之间的阻抗匹配。4.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于:所述微波发生器输出端口频率不超过25GHz。5.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于:所述微波发生器的产生的微波信号经过所述耦合器和T型偏置器注入到所述太赫兹量子级联激光器有源区内，来对所述太赫兹量子级联激激光器模式进行调制，调制后从所述太赫兹量子级联激光器反射回的相邻多纵模差频信号通过所述耦合器最后由所述频谱仪测得。6.根据权利要求1所述的太赫兹量子级联激光器模式调制的装置，其特征在于:利用所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器通过微波信号调制后的输出光谱。7.—种利用如权利要求1?6任一项所述装置来调制太赫兹量子级联激光器模式的方法，其特征在于，所述方法至少包括: 步骤一、保持所述微波发生器功率为固定值，调制所述微波发生器产生的微波信号的频率，所述微波信号经过所述耦合器和T型偏置器注入到所述太赫兹量子级联激光器有源区内对激光器模式进行调制，直到所述频谱仪显示所述太赫兹量子级联激光器多纵模差频信号，记录该差频信号对应的峰值频率为fr; 步骤二、保持所述微波发生器功率不变，分别在大于频率fr、、等于fr、以及小于fr下调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制后的光谱，直到在光谱上检测出多个模式。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤二中，保持微波发生器功率不变，在大于fr的频率一侧调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制后的光谱，直到光谱中在小于fr的一侧被调制出一个单模，此时，加上fr处的模式，光谱上共有两个模式。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤二中，保持微波发生器功率不变，所述微波发生器的频率为fr，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制后的光谱，在光谱中fr两侧同时观察到增加的模式，此时，加上fr处的模式，光谱上有大于三个模式。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤二中，保持微波发生器功率不变，在小于fr的频率一侧调制所述微波发生器的频率，再通过所述红外光谱仪检测所述太赫兹量子级联激光器被调制后的光谱，直到在光谱中大于fr的一侧被调制出一个单模，此时，加上fr处的模式，光谱上共有两个模式。
【专利摘要】本发明提供一种太赫兹量子级联激光器模式调制的装置及方法，所述装置至少包括：微波发生器、耦合器、T型偏置器、太赫兹量子级联激光器、频谱仪以及红外光谱仪；所述微波发生器依次通过所述耦合器、T型偏置器与所述太赫兹量子级联激光器的输入端相连；所述红外光谱仪与所述太赫兹量子级联激光器的输出端相连；所述频谱仪与所述耦合器相连。本发明能够对单模工作、驱动电流在阈值电流附近的太赫兹量子级联激光器进行微波注入，通过改变微波发生器注入的频率能够分别实现在原来单模工作频率左侧增加一个模式、两侧同时增加多个模式、右侧增加一个模式，注入的同时不影响激光器工作温度。
【IPC分类】H01S5/065
【公开号】CN105576501
【申请号】CN201610120665
【发明人】黎华, 朱永浩, 曹俊诚
【申请人】中国科学院上海微系统与信息技术研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月3日