一種便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，由配合使用的制冷裝置和太赫茲發(fā)生端組成；所述的太赫茲發(fā)生端包括設(shè)在殼體內(nèi)的安裝件、固定件和支撐件；所述的安裝件為L型板，L型板的豎直板與制冷裝置相連，固定件設(shè)在L型板的水平板上；所述的支撐件設(shè)在固定件上；在所述的支撐件設(shè)有電極板和半球透鏡，在半球透鏡的中心處設(shè)有BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源，BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源的電極與電極板相連；所述的制冷裝置為無氦制冷器，無氦制冷器的制冷端與L型板的豎直板相連，無氦制冷器外殼上的密封排針通過漆包線與電極板相連。該發(fā)生器，體積小，用電驅(qū)動，不消耗液氦，低成本，使用方便；通過調(diào)節(jié)偏置電壓即可實現(xiàn)較大范圍連續(xù)頻率調(diào)節(jié)，且不需要外磁場輔助，具有很好的實用性。
【專利說明】一種便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太赫茲發(fā)生器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲(terahertz，通常簡稱THz)波，通常是指頻率在IOOGHz至30THz之間的電磁波，其中，lTHz=1012GHz。因為太赫茲波具有光子能量較低、高的時空相干性、特征頻譜等特點使其在天文、生物、計算機、通信等科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]根據(jù)交流約瑟夫森效應(yīng)，I μ V的直流電壓可以產(chǎn)生頻率高達(dá)484MHz的振蕩，通過改變結(jié)兩端的直流電壓就可以連續(xù)調(diào)節(jié)結(jié)內(nèi)超流振蕩的頻率，因此超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)是一種理想的電壓-頻率轉(zhuǎn)換器，可以用于制造太赫茲源。2007年美國、土耳其和日本的研究者合作通過在高溫超導(dǎo)體Bi2Sr2CaCu2O8+s (BSCCO)上經(jīng)過微加工形成平臺狀的600個結(jié)串聯(lián)的約瑟夫森結(jié)陣，并在串聯(lián)結(jié)陣處于低電流偏置狀態(tài)，通過熱輻射測量儀探測到了外延功率達(dá)到幾個微瓦量級的 THz 信號(L.0zyuzer et al., Science 318，1291 (2007))。
[0004]經(jīng)過近些年的發(fā)展，BSCCO-THz源已經(jīng)發(fā)展成為一種連續(xù)波可調(diào)諧的新型固態(tài)太赫茲源，具有易用、連續(xù)波、可調(diào)諧、單色性好、功率高等優(yōu)點(Wang et al.，Phys.Rev.Lett.105，057002(2010))。但是作為一種超導(dǎo)器件，BSCCO-THz源需要工作在極低溫環(huán)境。傳統(tǒng)的氦流制冷機不僅系統(tǒng)復(fù)雜，而且液氦價格昂貴，這都對BSCCO-THz源的應(yīng)用造成了阻礙。
實用新型內(nèi)容
[0005]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，克服傳統(tǒng)氦流制冷機上BSCCO超導(dǎo)太赫茲源系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、不宜應(yīng)用等缺點，使其具有經(jīng)濟、實用、方便等特點。
[0006]技術(shù)方案:為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，由配合使用的制冷裝置和太赫茲發(fā)生端組成；所述的太赫茲發(fā)生端包括設(shè)在殼體內(nèi)的安裝件、固定件和支撐件；所述的安裝件為L型板，L型板的豎直板與制冷裝置相連，固定件設(shè)在L型板的水平板上；所述的支撐件設(shè)在固定件上；在所述的支撐件設(shè)有電極板和半球透鏡，在半球透鏡的中心處設(shè)有BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源，BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源的電極與電極板相連；所述的制冷裝置為無氦制冷器，無氦制冷器的制冷端與L型板的豎直板相連，無氦制冷器外殼上的密封排針通過漆包線與電極板相連。
[0008]所述的安裝件、固定件和支撐件均使用無氧銅加工而成。
[0009]所述的半球透鏡,直徑6mm,材質(zhì)為藍(lán)寶石。
[0010]所述的電極板使用PCB覆銅板加工而成，設(shè)四個獨立電極。
[0011]所述的無氦制冷器為斯特林制冷機(Stirling)。[0012]所述的BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源由從下往上的氧化鎂基片、底層金電極、BSCCO和頂層金電極組成；在所述的底層金電極和頂層金電極上通過銀膠連接兩條金線。
[0013]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，體積小巧，簡單易用，只需要供電并且輔以常見的電流源便可輻射大功率連續(xù)可調(diào)的太赫茲波，可方便的應(yīng)用于各相關(guān)領(lǐng)域。除此還具有優(yōu)點有:體積小巧，方便攜帶和移動，發(fā)生器長*寬*高約為42cm*36cm*20cm ;用電驅(qū)動,不消耗液氦,低成本,且使用方便；通過調(diào)節(jié)偏置電壓即可實現(xiàn)較大范圍連續(xù)頻率調(diào)節(jié)，且不需要外磁場輔助；成本低，性價比高。具有很好的經(jīng)濟、實用、方便等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器局部示意圖；
[0016]圖3是便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0019]如圖1、圖2、圖3所示，便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，由配合使用的制冷裝置8和太赫茲發(fā)生端9組成；制冷裝置8為無氦制冷器，優(yōu)選選用斯特林制冷機。太赫茲發(fā)生端9包括設(shè)在殼體內(nèi)的安裝件1、固定件2和支撐件3 ;安裝件I為L型板，L型板的豎直板與斯特林制冷機的冷頭6相連，在L型板的水平板上設(shè)固定件2 ;在固定件2上設(shè)支撐件3 ;在支撐件3設(shè)有電極板4和半球透鏡5，在半球透鏡5的中心處設(shè)有BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7，BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7的電極與電極板4相連，電極板4通過漆包線與斯特林制冷機外殼上的密封排針相連。
[0020]安裝件1、固定件2和支撐件3均使用無氧銅加工而成，使用無氧銅作為加工材料是因為其導(dǎo)熱性能較好，有利于低溫從制冷機冷頭6傳導(dǎo)至BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7。在支撐件3上安裝半球透鏡5,該半球透鏡直徑約6mm,材質(zhì)為藍(lán)寶石。在支撐件3背面黏貼電極板4，該電極板4使用PCB覆銅板作為原料加工而成，使用工藝刀將其刻劃成四個獨立電極，四個電極分別通過漆包線與制冷機外殼上的密封排針相連。將BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7黏貼在半球透鏡5的中心處，其電極通過金線與電極板4相連。
[0021]BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，從下往上總共是四層，分別是:氧化鎂基片71，底層金電極72，BSCC076 (Bi2Sr2CaCu208+s )，頂層金電極73。分別在底層金電極72和頂層金電極73上使用銀膠75連接兩條金線74。
[0022]該便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，工作的時候只要提供一定電能，斯特林制冷機便可提供需要的低溫環(huán)境，將制冷機冷頭6降溫至最低30K，低溫環(huán)境通過安裝件1、固定件2和支撐件3以及半球透鏡5傳導(dǎo)至BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7，為其提供工作需要的溫度。BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7的電極通過金線與電極板4上的電極相連，電極板4又通過漆包線與制冷機外殼上的密封排針相連，于是可以通過排針給BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7提供所需要的偏置電流，并測量其偏置電壓，只要控制BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源7工作的溫度和偏置電壓，便可獲得頻率連續(xù)可調(diào)的太赫茲波。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，其特征在于:由配合使用的制冷裝置(8)和太赫茲發(fā)生端(9)組成；所述的太赫茲發(fā)生端(9)包括設(shè)在殼體內(nèi)的安裝件(I)、固定件(2)和支撐件(3);所述的安裝件(I)為L型板，L型板的豎直板與制冷裝置(8)相連，固定件(2)設(shè)在L型板的水平板上；所述的支撐件(3)設(shè)在固定件(2)上；在所述的支撐件(3)設(shè)有電極板(4)和半球透鏡(5)，在半球透鏡(5)的中心處設(shè)有BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源(7)，BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源(7)的電極與電極板(4)相連；所述的制冷裝置(8)為無氦制冷器，無氦制冷器的制冷端與L型板的豎直板相連，無氦制冷器外殼上的密封排針通過漆包線與電極板(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，其特征在于:所述的安裝件(I)、固定件(2 )和支撐件(3 )均使用無氧銅加工而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，其特征在于:所述的半球透鏡(5),直徑6mm,材質(zhì)為藍(lán)寶石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，其特征在于:所述的電極板(4)使用PCB覆銅板加工而成,設(shè)四個獨立電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，其特征在于:所述的無氦制冷器為斯特林制冷機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大功率連續(xù)可調(diào)太赫茲發(fā)生器，其特征在于:所述的BSCCO高溫超導(dǎo)太赫茲源(7)由從下往上的氧化鎂基片(71)、底層金電極(72)、BSCC0 (76)和頂層金電極(73)組成；在所述的底層金電極(72)和頂層金電極(73)上通過銀膠(75)連接兩條金線(74)。
【文檔編號】H01L39/22GK203415626SQ201320540696
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】王華兵, 安德越, 周憲靖 申請人:南京大學(xué)