一種太赫茲光電導天線結構的製作方法

2023-07-04 17:43:16

專利名稱：一種太赫茲光電導天線結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種天線結構，尤其涉及一種太赫茲光電導天線結構。
背景技術：
太赫茲(Terahertzwave，THz)波是指頻率在 0.l-ΙΟΤΗζ (波長為 3000-30 μ m)範圍內的電磁波(1ΤΗζ=1012Ηζ)，位於微波和紅外波段之間。具有穿透能力強、光子能量低、寬頻譜等優點，使得它在安全檢查、材料與結構的無損探傷、生物組織的活體檢查、無線通信等領域有著極其重要的應用前景。近些年來，隨著飛秒雷射技術的不斷發展，為THz波脈衝的產生提供了穩定、可靠的激發光源，使THz輻射的機理研究、檢測技術和應用技術得到迅猛發展。與其它波段的電磁波相比，THz電磁波具有諸多特點。THz波的波長範圍位於微波與紅外光之間，因此在應用方面對其它波段的電磁波有著很好的互補性。而大多數分子的轉動或者是振動能級在THz波段，特別是許多有機分子在THz波段呈現出強烈的吸收和色散特性。這些特性是與有機分子的轉動和振動能級相關聯的偶極子躍遷造成的。利用THz波這種類似指紋識別的效應，在無線電天文、遙感、醫學成像領域有著巨大的應用前景。THz波的典型脈寬在亞皮秒量級，不但可以進行亞皮秒、飛秒時間分辨的瞬態光譜研究，而且可以通過取樣測量的技術，有效的防止背景輻射噪音的幹擾。目前廣泛應用的產生太赫茲的方法主要有兩種，分別是光電導方法和光整流方法。光電導方法由於輻射功率高而被更多的應用。光電導天線的結構很大程度的決定了輻射出太赫茲波的穩定性和功率大小。現有的太赫茲光電導天線結構複雜，一旦損壞難以更換；同時，散熱效果差，因此天線電極容易發生熱擊穿，且難以輻射出高功率的太赫茲波。

實用新型內容本實用新型的目的在於針對現有技術的不足提供一種結構簡單，且能輻射出高功率太赫茲波的光電導天線結構。為實現上述目的，本實用新型的一種太赫茲光電導天線結構，包括光電導天線及天線加壓裝置，所述天線加壓裝置包括天線支架及支架底座，所述天線支架與支架底座連接，所述光電導天線安裝於天線支架的頂端面；所述光電導天線包括基體，所述基體設置有第一電極及第二電極，該第一電極與第二電極所施加電壓的極性相反，所述第一電極與第二電極之間有間隙。其中，所述第一電極與第二電極平行設置，第一電極與第二電極之間的間隙距離為5-1000微米。其中，所述第一電極及第二電極均設置有基體電極焊盤，所述天線支架設置有與基體電極焊盤相對應的支架電極焊盤，所述基體電極焊盤與支架電極焊盤焊接。其中，所述基體設置有熱沉區域焊盤，所述天線支架設置有天線支架焊盤，該天線支架焊盤旁側設置有密集型散熱片，所述熱沉區域焊盤通過滴入銀漿與天線支架焊盤對應焊接。[0010]其中，所述光電導天線的兩側對稱設置有膠水粘合孔。其中，所述天線支架的底部均勻設置有四個插接件，所述支架底座的一側設置有與插接件相對應的插接孔，插接孔包括第一插接孔及第二插接孔，插接件與第一插接孔及第二插接孔插接從而使得天線支架與支架底座連接。其中，所述支架底座的另一側設置有SMA接頭，所述SMA接頭包括設置於中間的接頭芯及設置於接頭芯旁側的接頭殼；所述接頭芯與第一插接孔連通，所述接頭殼與第二插接孔連通。其中，所述天線支架的中部設置有天線支架輻射孔，所述支架底座設置有與天線支架輻射孔相對應的支架底座輻射孔；所述天線支架與支架底座連接時，天線支架輻射孔與支架底座輻射孔相通。其中，所述基體為GaAs基體。本實用新型的有益效果:本實用新型的一種太赫茲光電導天線結構，其中，光電導天線包括基體，基體上設置有存在一定間隙的第一電極與第二電極，且光電導天線安裝於天線支架的頂端面上。工作時，飛秒雷射脈衝垂直入射到基體上設置的第一電極與第二電極之間的間隙處，並在第一電極與第二電極上分別施加極性相反的偏置電壓，此時，光電導天線產生並向空間輻射高功率太赫茲波。本實用新型主要應用於太赫茲時域光譜系統，其結構簡單、安裝更換方便，通過光電導天線向空間輻射皮秒脈衝寬度的電磁輻射可以有效地輸出穩定的高功率太赫茲波。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型的光電導天線示意圖。圖3為本實用新型的天 線支架示意圖。圖4為本實用新型的支架底座示意圖。附圖標記包括:I 一光電導天線 2—天線支架3—支架底座11一基體 12—間隙13—基體電極焊盤14 一熱沉區域焊盤 15—膠水粘合孔21—支架電極焊盤22—天線支架焊盤 23—密集型散熱片24—插接件25—天線支架輻射孔 31—第一插接孔32—第二插接孔33—支架底座輻射孔 34 — SMA接頭111 一第一電極112一第二電極 341—接頭芯342—接頭殼。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。如圖1至圖4所示，本實用新型的一種太赫茲光電導天線結構，包括光電導天線I及天線加壓裝置，所述天線加壓裝置包括天線支架2及支架底座3，所述天線支架2與支架底座3連接，所述光電導天線I安裝於天線支架2的頂端面；所述光電導天線I包括基體11，所述基體11設置有第一電極111及第二電極112，該第一電極111與第二電極112所施加電壓的極性相反，所述第一電極111與第二電極112之間有間隙12。一種太赫茲光電導天線結構，其中，光電導天線I包括基體11，基體11上設置有存在一定間隙12的第一電極111與第二電極112，且光電導天線I安裝於天線支架2的頂端面上。工作時，飛秒雷射脈衝垂直入射到基體11上設置的第一電極111與第二電極112之間的間隙12處，並在第一電極111與第二電極112上分別施加極性相反的偏置電壓，此時，光電導天線I產生並向空間輻射高功率太赫茲波。本實用新型主要應用於太赫茲時域光譜系統，其結構簡單、安裝更換方便，通過光電導天線I向空間輻射皮秒脈衝寬度的電磁輻射可以有效地輸出穩定的高功率太赫茲波。本實施例中，所述第一電極111與第二電極112平行設置，第一電極111與第二電極112之間的間隙12距離為5-1000微米。第一電極111與第二電極112均採用合金金屬材料或者多層覆合金屬製備，其中，第一電極111與第二電極112平行設置且間隙12距離為5-1000微米，間隙12保持5-1000微米的距離可以確保飛秒雷射脈衝垂直入射到間隙12處。本實施例中，所述第一電極111及第二電極112均設置有基體電極焊盤13，所述天線支架2設置有與基體電極焊盤13相對應的支架電極焊盤21，所述基體電極焊盤13與支架電極焊盤21焊接。通過滴入銀漿將基體電極焊盤13與支架電極焊盤21焊接，確保電極連接的穩定性，從而確保光電導天線I安裝於天線支架2頂端面的完整性。本實施例中，所述基體11設置有熱沉區域焊盤14，所述天線支架2設置有天線支架焊盤22，該天線支架焊盤22旁側設置有密集型散熱片23，所述熱沉區域焊盤14通過滴入銀漿與天線支架焊盤22對應焊接。在熱沉區域焊盤14滴入銀漿與天線支架焊盤22對應地焊接在一起，同時，熱沉區域焊盤14上的銀漿還使得熱沉區域焊盤14與天線支架焊盤22旁側設置的密集型散熱片23緊密接觸，從而保證了光電導天線I產生的熱量能夠有效地傳導至密集型散熱片23上，並快速向外界散熱，達到有效散熱的目的，同時，提高了光電導天線I的擊穿電壓，使得光電導天線I可以持續在較高的偏置電壓下工作，從而提高了光電導天線I的發射功率和發射穩定性。本實施例中，所述光電導天線I的兩側對稱設置有膠水粘合孔15，將光電導天線I安裝於天線支架2的頂端面上時，通過將膠水滴入膠水粘合孔15，使得光電導天線I粘附於天線支架2上，確保光電導天線I安裝於天線支架2頂端面上的穩定性。本實施例中，所述天線支架2的底部均勻設置有四個插接件24，所述支架底座3的一側設置有與插接件24相對應的插接孔，插接孔包括第一插接孔31及第二插接孔32，插接件24與第一插接孔31及第二插接孔32插接從而使得天線支架2與支架底座3連接。天線支架2優選的結構呈正方形，相對應設置的插接件24與插接孔，根據實際需求可以通過調整天線支架2設置的插接件24的插入角度改變太赫茲波的輻射極性，調整過程十分方便。本實施例中，所述支架底座3的另一側設置有SMA接頭34，所述SMA接頭34包括設置於中間的接頭芯341及設置於接頭芯341旁側的接頭殼342 ;所述接頭芯341與第一插接孔31連通，所述接頭殼342與第二插接孔32連通。SMA的名稱全稱為Small A Type,是一種典型的微波高頻連接器。其使用最高頻率是18GHz，主要應用於天線結構。如圖1和圖4所示，電源通過同軸線與支架底座3另一側設置的SM接頭34相連接，給光電導天線I提供偏置電壓，其中，插接件24與第一電極111連接處施加電壓，插接件24與第二電極112連接處則施加極性相反的電壓，由於天線支架2設置的插接件24和支架底座3設置的插接孔均均勻設置且位於正方形的四個邊角，所以，光電導天線I輻射太赫茲脈衝的極性則可以通過改變光電導天線I的方向而發生90°方向的變化。本實施例中，所述天線支架2的中部設置有天線支架輻射孔25，所述支架底座3設置有與天線支架輻射孔25相對應的支架底座輻射孔33 ;所述天線支架2與支架底座3連接時，天線支架輻射孔25與支架底座輻射孔33相通，當在第一電極111與第二電極112上施加極性相反的偏置電壓時，產生的太赫茲波依序通過天線支架輻射孔25與支架底座輻射孔33向空間輻射穩定的、高功率的太赫茲波。具體的，所述基體11為GaAs基體，由於傳送訊號的射頻元件需要工作頻率高、低功率消耗、低雜訊等特色，而砷化鎵本身具有光電特性與高速功能，因此砷化鎵多用於光電元件和高頻通訊技術。以上內容僅為本實用新型的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:包括光電導天線(I)及天線加壓裝置，所述天線加壓裝置包括天線支架(2)及支架底座(3)，所述天線支架(2)與支架底座(3)連接，所述光電導天線(I)安裝於天線支架(2 )的頂端面；所述光電導天線(I)包括基體(11)，所述基體(11)設置有第一電極(111)及第二電極(112)，該第一電極(111)與第二電極(112)所施加電壓的極性相反，所述第一電極(111)與第二電極(112)之間有間隙(12)。
2.根據權利要求1所述的一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:所述第一電極(111)與第二電極(112)平行設置，第一電極(111)與第二電極(112)之間的間隙(12)距離為5-1000微米。
3.根據權利要求1所述的一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:所述第一電極(111)及第二電極(112 )均設置有基體電極焊盤(13 )，所述天線支架(2 )設置有與基體電極焊盤(13)相對應的支架電極焊盤(21)，所述基體電極焊盤(13)與支架電極焊盤(21)焊接。
4.根據權利要求1所述的一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:所述基體(11)設置有熱沉區域焊盤(14)，所述天線支架(2)設置有天線支架焊盤(22)，該天線支架焊盤(22)旁側設置有密集型散熱片(23)，所述熱沉區域焊盤(14)通過滴入銀漿與天線支架焊盤(22)對應焊接。
5.根據權利要求1所述的一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:所述光電導天線(O的兩側對稱設置有膠水粘合孔(15)。
6.根據權利要求1所述的一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:所述天線支架(2)的底部均勻設置有四個插接件(24)，所述支架底座(3)的一側設置有與插接件(24)相對應的插接孔，插接孔包括第一插接孔(31)及第二插接孔(32)，插接件(24)與第一插接孔(31)及第二插接孔(32)插接從而使得天線支架(2)與支架底座(3)連接。
7.根據權利要求6所述的一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:所述支架底座(3)的另一側設置有SMA接頭(34)，所述SMA接頭(34)包括設置於中間的接頭芯(341)及設置於接頭芯(341)旁側的接頭殼(342);所述接頭芯(341)與第一插接孔(31)連通，所述接頭殼(342)與第二插接孔(32)連通。
8.根據權利要求1所述的一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:所述天線支架(2)的中部設置有天線支架輻射孔(25 )，所述支架底座(3 )設置有與天線支架輻射孔(25 )相對應的支架底座輻射孔(33);所述天線支架(2)與支架底座(3)連接時，天線支架輻射孔(25)與支架底座輻射孔(33)相通。
9.根據權利要求1所述的一種太赫茲光電導天線結構，其特徵在於:所述基體(11)為GaAs基體。
專利摘要本實用新型涉及一種天線結構，尤其涉及一種太赫茲光電導天線結構，包括光電導天線及天線加壓裝置，所述天線加壓裝置包括天線支架及支架底座，所述天線支架與支架底座連接，所述光電導天線安裝於天線支架的頂端面；所述光電導天線包括基體，所述基體設置有第一電極及第二電極，該第一電極與第二電極所施加電壓的極性相反，所述第一電極與第二電極之間有間隙。本實用新型主要應用於太赫茲時域光譜系統，其結構簡單、安裝更換方便，通過光電導天線向空間輻射皮秒脈衝寬度的電磁輻射可以有效地輸出穩定的高功率太赫茲波。
文檔編號H01Q1/38GK203026639SQ20122071876
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者楊匯鑫, 王曦龍, 施衛, 侯磊 申請人:東莞市五峰科技有限公司, 西安理工大學