[發明專利]太赫茲波探測裝置

有效

• 申請號: 201210096036.5
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN103364417B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 魯遠甫;劉文權;馮廣智;焦國華;呂建成;金雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G01N23/02
• 分類號: G01N23/02;G01N23/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 吳平

【技術領域】

本發明涉及太赫茲波技術領域，特別是涉及一種太赫茲波探測裝置。

【背景技術】

太赫茲波是指頻率在0.1-10THz(波長為0.03-3mm)范圍內的電磁波，該波段介于微波和紅外光之間，處于電子學和光子學的交叉區域，是人類目前尚未完全開發的電磁波譜“空隙區”。

由于物質在太赫茲波的反射和透射光譜中包含豐富的物理和化學信息，并且太赫茲波輻射源與傳統光源相比，具有相干性好、低能性、高傳統性等獨特、優異的特點，被廣泛用于探測領域。太赫茲波聚焦后通過物質的反射或透射在聚焦到探測器上，傳統做法是用4個由高阻硅或高密度聚乙烯等太赫茲低吸收材料制成的透鏡對太赫茲波進行準直、聚焦、二次準直、二次聚焦或者是用4個離軸拋物面鏡對太赫茲波進行準直、聚焦、二次準直、二次聚焦，無論上述哪種方法都存在一定的缺點。透鏡方法，高阻硅和高密度聚乙烯雖然對太赫茲波吸收較低，但仍存在相當程度的吸收，并且在時域光譜中引入了透鏡材料對光譜的影響；另外，雖然波是先準直再聚焦，透鏡仍存在一定的球差，會增加聚焦光斑的尺寸，這是難以消除的。離軸拋物面鏡方法，其原理是點源在拋物面焦點處發出的波經拋物面反射為平行波，所以它不存在球差，但是另一方面，離軸拋物面鏡尺寸較大，需要多維空間調節，同時使用4個離軸拋物面鏡不但將占據很大的空間，也大大增加了調節的難度。

【發明內容】

基于此，有必要提供一種低吸收、小尺寸的太赫茲波探測裝置。

一種太赫茲波探測裝置，包括：

第一離軸橢圓面鏡，用于將從第一離軸橢圓鏡面所在橢圓的其中一個焦點入射的太赫茲波聚焦到橢圓鏡面所在橢圓的另一個焦點；

第二離軸橢圓面鏡，所在橢圓的其中一個焦點與第一離軸橢圓鏡面所在橢圓的另一個焦點重合，用于將所述匯聚的太赫茲波反射后匯聚到第二離軸橢圓面鏡所在橢圓的另一個焦點；

樣品臺，置于第一離軸橢圓面鏡和第二離軸橢圓面鏡所在橢圓的公共焦點上，用于放置待檢測樣品；

太赫茲波輻射源，置于所述第一離軸橢圓面鏡所在橢圓入射太赫茲波的焦點上，用于發出太赫茲波；

探測單元，置于所述第二離軸橢圓面鏡所在橢圓的另一個焦點上，根據第二離軸橢圓面鏡聚焦的攜帶有待檢測樣品信息的太赫茲波得出所需待檢測樣品信息。

進一步地，所述太赫茲波輻射源包括太赫茲發射器和飛秒激光。

進一步地，所述第二離軸橢圓面鏡上的中心在所述第一離軸橢圓面鏡上的中心與公共焦點的延長線上。

進一步地，所述第一離軸橢圓面鏡上的中心與其兩個焦點的連線夾角為90度，所述第二離軸橢圓面鏡上的中心與其兩個焦點的連線夾角為90度。

進一步地，所述第二離軸橢圓面鏡的中心在所述第一離軸橢圓面鏡的中心與所述公共焦點的連線在樣品臺上的反射線上。

進一步地，所述第一離軸橢圓面鏡上的中心與其兩個焦點的連線夾角小于90度，所述第二離軸橢圓面鏡上的中心與其兩個焦點的連線夾角小于90度。

進一步地，所述第一離軸橢圓面鏡和第二離軸橢圓面鏡的對應橢圓的長軸、短軸相等。

進一步地，所述探測單元包括：

對所述待檢測樣品出射、攜帶有所述待檢測樣品信息的太赫茲波進行斬波調制處理的斬波器；

置于所述第二橢圓面鏡所在橢圓的所述另一個焦點上，感應經所述斬波器斬波調制處理的太赫茲波的各探測點的能量變化，并根據所述探測點的能量變化產生相應的多個電信號的探測器；

將所述探測器產生的所述各探測點的電信號進行放大處理以及模/數轉換處理，得到多個結果值的信號處理單元；

根據所述多個結果值，利用掃描成像軟件對所述待檢測樣品進行成像并顯示的顯示端。

上述太赫茲波探測裝置，利用從一個橢圓焦點發出的太赫茲波經橢圓面鏡發射后匯聚在另一個橢圓焦點的原理，用兩個橢圓面鏡就完成了兩次聚焦，使攜帶有待檢測物品信息的太赫茲波匯聚到探測器上，簡化了太赫茲波探測裝置的結構，即減少了光學器件的使用，從而減少了太赫茲波在傳輸過程中的吸收和減小了太赫茲波探測裝置的尺寸。

【附圖說明】

圖1為一實施例的太赫茲波探測裝置的示意圖；

圖2為另一實施例的太赫茲波探測裝置的示意圖；

圖3為另一實施例的太赫茲波探測裝置的示意圖。

【具體實施方式】