太赫兹阵列探测器响应度校准溯源研究
2021-11-30高艳姣邓玉强於康杰戚岑科蔡晋辉
高艳姣, 方 波,3, 邓玉强, 於康杰, 戚岑科, 蔡晋辉
(1.中国计量大学 计量测试工程学院,浙江杭州310018;2.中国计量科学研究院 光学与激光计量科学研究所,北京100029;3.杭州大华仪器制造有限公司,浙江杭州311400)
1 引 言
太赫兹波是一种频率在0.1~10 THz区间内的电磁波,在长短波段分别与微波和红外重合,太赫兹研究需要综合应用电子学和光子学技术,是国际前沿交叉学科[1~3]。太赫兹波具有光子能量低、安全性能好、载波频率高、通信频段宽等特点,在光谱测量、雷达成像、安全检查与通信技术等领域具有重要应用价值,在电子信息、军事国防等领域受到广泛关注[4~7]。
辐射功率是光电计量的基本参数之一,也是反映太赫兹波传输特性的重要参数[8]。全球众多机构在太赫兹功率计量领域开展研究并取得了显著进展。2009年,德国联邦物理技术研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)[9]首次完成了在2.52 THz频点的辐射功率测量溯源,测量结果的标准不确定度为7.3%(k=1)。2011年,美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)[10]使用碳纳米管阵列材料在0.76 THz频点处的吸收率达到99%。2013年,中国计量科学研究院(National Institute of Metrology,NIM)[11]研制了在太赫兹波段具有高吸收率的材料,并利用该材料制作了太赫兹功率计,实现了辐射功率的绝对测量。2014年,日本产业技术综合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology,AIST)[12]在1 THz频点实现了1 μW以下的辐射功率测量。
辐射功率和功率密度可以通过太赫兹探测器进行测量,太赫兹探测器可分为单元探测器与阵列探测器。功率响应度是探测器的重要参数,各大机构对太赫兹单元探测器功率响应度及相关参数标定进行研究,技术日渐成熟。……
