太赫兹功率计选型推荐，太赫兹探测器归类对比
时间：2020-08-28 阅读：899
太赫兹探测也是太赫兹技术中的另一项关键技术，是太赫兹技术投入到实际应用的另一关键环节。由于目前太赫兹辐射源的功率普遍都比较低，因此发展高灵敏度、高信噪比的太赫兹探测技术尤为重要。太赫兹的探测方法比较多，对于脉冲太赫兹的探测目前已经广泛使用的方法有光电导天线探测和电光采样两种方式。本文主要归类整理对于连续波太赫兹的探测方法，主要有测辐射热计（bolometer）太赫兹探测器，高莱盒探测器，太赫兹光声探测器，热释电探测器，热电探测器，亚太赫兹超快探测器。这些探测器性能各有不同，可应用于不同环境。科研实验研究中往往需要根据自己的太赫兹源选择合适的太赫兹探测器。
主要探测器性能对比
| 频率范围 | 响应度 | 噪声等效功率（NEP） | 响应时间 | 外形尺寸，特殊要求 | |
| 测辐射热计太赫兹探测器 | 0.1-20THz | 2.4×105V/W | 10-13W/Hz1/2 | ns | 体积大，需要冷却 |
| 高莱盒太赫兹功率计/探测器 | 0.05-20THz | 1×105 V/W | 10-10W/Hz1/2 | 10ms | 体积小，阈值低 |
| 热释电太赫兹功率计/探测器 | 0.1-30THz | 1.4×105V/W | 10-9W/Hz1/2 | ms | 体积小 |
| 热电太赫兹功率计 | 0.3-10THz | 1×105V/W | 10-9W/Hz1/2 | ms-s | 体积小 |
| 太赫兹超快探测器 | 0.05-0.7THz | 1V/W | 10-9W/Hz1/2 | ps | 体积微小，需接示波器 |
>> 高莱盒太赫兹探测器 Golay Cell
用高莱盒探测器（Golay Cell）探测太赫兹辐射。其原理是：当太赫兹辐射通过接受窗口照射到吸收薄膜上时，吸收薄膜将能量传递给与之相连的气室，使气体温度和气压升高，以此驱动与气室相连的反射镜膨胀偏转，通过光学方法检测反射镜移动量，能间接地测量太赫兹的辐射量。
| 高莱盒参数\型号 | 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） | 金刚石（Diamond） |
| 工作波长 | 15-8000um | 0.3-6.5um&13-8000um | 0.4-8000um |
| 入射锥直径 | 11mm | ||
| 入射窗直径 | 6mm | ||
| 额定探测功率 | <10uW,更大功率需要衰减器 | ||
| 调制频率 | 15±5Hz | ||
| 光学响应 | 典型值：1×105V/W | ||
| 响应速度 | 典型值：30ms | ||
| 等效噪声功率 | 典型值NEP=1.4×10-10W/Hz1/2 | ||
| 操作温度 | 5-40℃ | ||
| 尺寸 | L×W×H=126×45×87mm3 | ||
| 应用 | 中红外和THz | 紫外-近红外和THz | 可见光-太赫兹 |
>> 热释电太赫兹探测器/太赫兹功率计
热释电太赫兹探测器/太赫兹功率计是利用利用热释电材料的自发极化强度随温度而变化的效应制成的一种热敏型红外探测器。热释电材料是一种具有自发极化的电介质，它的自发极化强度随温度变化。如果把热释电材料做成表面垂直于极化方向的平行薄片，当红外太赫兹辐射入射到薄膜表面时，薄片因吸收辐射而发生温度变化，引起极化强度的变化。而中和电荷由于材料的电阻率跟不上这一变化，其结果是薄片的两表面之间出现瞬态电压，若有外电阻跨接在两表面之间，电荷就通过外电路形成电流，电流的大小与热释电系数成正比，还与薄膜的温度变化成正比，可用来测量THz辐射的强度。
| 太赫兹功率计参数\型号 | 3A-P-THZ | RM9-THZ | THZ9D- 20mS-BL | THZ5I-BL-BNC | THZ9B-BL |
| 摄入孔径 | 12mm | 8mm | 9mm | 5mm | 9mm |
| 测量光谱范围 | 0.3-10THz | 0.1-30THz | 0.1-30THz | 0.1-30THz | 0.1-30THz |
| 功率测量范围 | 15uW-3W | 100nW-100mW | up to 25mW | up to 140uW | up to 150nW |
| 噪声水平 | 4uW | 20nW | 300nW | 1nW | 3nW |
| 响应时间 | 0.2s | 3.5s | 0.2s | 0.2s | 0.2s |
| 调制频率 | N/A无需斩波调制 | 18Hz | 10Hz | 5Hz | 5Hz/25Hz |
>> 一种可用于真空腔中的热释电太赫兹探测器
上海屹持光电推出的SPY-01太赫兹探测器是一个可以放置于真空腔中，非常紧凑的热释电探测器。用于探测从紫外到太赫兹波段的微弱电磁波辐射。真空腔太赫兹探测器都装配有外部供电电源。
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TeraSense的太赫兹探测技术受惠于等离子体激元领域的长期基础研究。超快太赫兹探测器可以以150ps的响应速度探测太赫兹超短脉冲的瞬态时域谱型。探测波谱范围0.05-0.7THz。等效噪声功率在1nW量级。
>> 测辐射热计bolometer太赫兹探测器
测辐射热计bolometer太赫兹探测器是一种非相干太赫兹探测器，它只记录所探测的辐射功率大小。其原理是用一根电阻将温度为T0的吸收体连接起来，然后对吸收体施加偏置功率为Pb的电场，这是如果吸收体收到辐射功率为Ps的太赫兹辐射信号，吸收体的温度会高于热源的温度。如果保持偏置功率Pb不变，电阻温度会发生相应变化，由此可以通过测电阻来测量辐射功率。
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