[發(fā)明專利]基于散射效應(yīng)的太赫茲波譜測量裝置及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610020854.5
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105572076B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊濤;黃維;朱永元;李興鰲;何浩培
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李媛媛

1.基于散射效應(yīng)的太赫茲波譜測量裝置，包括散射器件、散射控制器、探測器和計(jì)算處理單元，其特征在于，待測太赫茲波經(jīng)由散射器件后形成太赫茲頻率的散射波，散射波在散射控制器的不同控制條件作用下被探測器所接收；所述散射器件可令不同頻率的入射太赫茲波形成不同的散射波強(qiáng)度角分布，所述散射控制器用來改變透過散射器件的太赫茲散射波在探測器位置處的散射場分布，使得固定頻率的入射太赫茲波在散射控制器不同控制條件作用下被太赫茲波探測器所接收到的散射波強(qiáng)度互不相同；所述計(jì)算處理單元用來接收探測器的測量結(jié)果，并將該測量結(jié)果去除噪聲后代入到以下矩陣方程(1)或(2)的增廣矩陣的各行單元中：

其中，P(f₁),P(f₂),…P(f_n)為待測太赫茲波中各頻率分量f₁,f₂,…f_n的大小，P(λ₁),P(λ₂),…P(λ_n)為待測太赫茲波中各波長分量λ₁,λ₂,…λ_n的大小；在散射控制器第j個(gè)控制參數(shù)下，頻率為f_i或者波長為λ_i的太赫茲波在發(fā)生散射與不發(fā)生散射的情況下，探測器所探測到的值分別減去環(huán)境噪聲后的兩者的比值，得到一組數(shù)據(jù)C_ij，這組數(shù)據(jù)C_ij組成系數(shù)矩陣C，其中，i＝1,2,…n，j＝1,2,…n；解矩陣方程(1)或(2)，并將所得結(jié)果進(jìn)行線性擬合和頻譜定標(biāo)就可得到待測太赫茲波譜線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射效應(yīng)的太赫茲波譜測量裝置，其特征在于，所述太赫茲波譜測量裝置還包括設(shè)置于散射器件之前的太赫茲波準(zhǔn)直裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于散射效應(yīng)的太赫茲波譜測量裝置，其特征在于，所述太赫茲波準(zhǔn)直裝置包括兩個(gè)共焦的太赫茲波透鏡以及設(shè)置于兩個(gè)透鏡之間共同焦點(diǎn)處的小孔光闌，或者所述太赫茲波準(zhǔn)直裝置包括兩個(gè)共焦的太赫茲波反射鏡以及設(shè)置于兩個(gè)反射鏡之間共同焦點(diǎn)處的小孔光闌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射效應(yīng)的太赫茲波譜測量裝置，其特征在于，所述散射控制器通過光調(diào)制、電調(diào)制、機(jī)械調(diào)制或者以上調(diào)制方法的組合，來改變散射器件中介質(zhì)的形狀、尺寸、分布、結(jié)構(gòu)、介電常數(shù)、電導(dǎo)率或者折射率，或者改變散射器件與探測器之間的相對位置或者放置角度，從而使得探測器位置處的太赫茲散射波的場強(qiáng)分布發(fā)生變化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射效應(yīng)的太赫茲波譜測量裝置，其特征在于，所述散射器件的表面不光滑，或者散射器件的折射率不均勻，使得太赫茲波發(fā)生正向或反向散射；當(dāng)所述探測器接收太赫茲波發(fā)生正向散射的散射波時(shí)，所述探測器與入射的太赫茲波分別在散射器件的兩側(cè)分布；當(dāng)所述探測器接收太赫茲波發(fā)生反向散射的散射波時(shí)，所述探測器與入射的太赫茲波在散射器件的同側(cè)分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于散射效應(yīng)的太赫茲波譜測量裝置，其特征在于，所述散射器件包括等離子體頻率小于太赫茲波頻率的本征半導(dǎo)體，所述本征半導(dǎo)體的表面與太赫茲波傳輸方向垂直或者與太赫茲波傳輸方向呈固定角度；所述散射控制器包括激光器和空間光調(diào)制器，激光器發(fā)出的激光通過空間光調(diào)制器呈現(xiàn)出的激光圖案信號照射在所述本征半導(dǎo)體的表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于散射效應(yīng)的太赫茲波譜測量裝置，其特征在于，所述散射器件包括等離子體頻率小于太赫茲波頻率的本征半導(dǎo)體，所述本征半導(dǎo)體的表面粗糙，所述本征半導(dǎo)體的表面與太赫茲波傳輸方向垂直或者與太赫茲波傳輸方向呈固定角度；所述散射控制器包括激光器，激光器將強(qiáng)弱不同的激光信號照射在所述本征半導(dǎo)體的表面。