[發明專利]一種太赫茲光譜儀

有效

• 申請號: 201810276794.2
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108254336B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 祁春超;譚信輝;吳光勝;楊正華
• 申請（專利權）人: 深圳市重投華訊太赫茲科技有限公司;華訊方舟科技有限公司
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

1.一種太赫茲光譜儀，其特征在于：包括用于與外部激光系統連接的色散補償系統、光分束器、用于對激光進行延時掃描的光纖拉伸系統、用于產生和接收太赫茲波的檢測系統和用于對測試數據進行分析的數據處理系統，所述色散補償系統通過光纖與所述光分束器連接，所述光分束器通過光纖同時與所述光纖拉伸系統、所述檢測系統連接，所述光纖拉伸系統通過光纖與所述檢測系統連接，同時所述檢測系統與所述數據處理系統連接；

所述色散補償系統包括用于調整所述激光傳輸方向的光纖環形機構，用于對所述激光進行色散補償、且色散補償量相反的第一啁啾光纖光柵和第二啁啾光纖光柵，所述光纖環形機構設有用于與光纖連接的輸入端，所述光纖用于傳輸所述激光，所述第一啁啾光纖光柵和所述第二啁啾光纖光柵均與所述光纖環形機構連接，且所述激光依次通過所述第一啁啾光纖光柵和所述第二啁啾光纖光柵后從所述光纖環形機構中出射，所述第一啁啾光纖光柵和所述第二啁啾光纖光柵的色散補償量的絕對值不相等；

所述光纖環形機構包括第一光纖環形器，所述第一光纖環形器包括沿激光傳輸方向設置的第一輸入端口、第一端口、第二端口和第三端口，所述第一輸入端口與所述光纖連接，所述第一端口與所述第一啁啾光纖光柵連接，所述第二端口與所述第二啁啾光纖光柵連接。

2.如權利要求1所述的太赫茲光譜儀，其特征在于：所述檢測系統包括用于產生太赫茲波的光電導發射天線、用于接收所述太赫茲波的光電導接收天線和用于對所述太赫茲波進行聚焦的光學組件，所述光電導發射天線與所述光分束器連接，所述光電導接收天線與所述光纖拉伸系統連接且所述光電導接收天線與所述數據處理系統連接。

3.如權利要求2所述的太赫茲光譜儀，其特征在于：所述光學組件包括用于將所述光電導發射天線產生的太赫茲波聚焦在待檢測樣品上的第一透鏡組和用于將經過所述待檢測樣品后的太赫茲波聚焦在所述光電導接收天線的第二透鏡組。

4.如權利要求2所述的太赫茲光譜儀，其特征在于：所述光纖拉伸系統包括用于對激光進行分束的第一耦合器、兩個光纖拉伸器、用于對激光進行合束的第二耦合器、用于將光信號轉換為電信號的光電探測器和用于將電信號轉化為可視化圖形的顯示裝置，所述光分束器與所述第一耦合器通過光纖連接，所述第一耦合器同時與兩個所述光纖拉伸器通過光纖連接，兩個所述光纖拉伸器均與所述第二耦合器通過光纖連接，所述第二耦合器與所述光電探測器通過光纖連接，所述光電探測器與所述顯示裝置連接。

5.如權利要求4所述的太赫茲光譜儀，其特征在于：所述光纖拉伸器包括伸縮桿、可驅動所述伸縮桿進行伸縮的電機和用于纏繞光纖的伸縮部，所述伸縮桿的一端與所述電機連接，所述伸縮桿的另一端與所述伸縮部連接并可帶動所述伸縮部擴張或收縮，所述光纖纏繞在所述伸縮部的外表面。

6.如權利要求2所述的太赫茲光譜儀，其特征在于：所述光電導接收天線與所述數據處理系統之間還設有鎖相放大模塊。

7.如權利要求6所述的太赫茲光譜儀，其特征在于：所述鎖相放大模塊包括用于將輸入信號放大的信號通道、用于提供與所述輸入信號同相位的參考信號的參考通道、相敏檢波器以及低通濾波器，所述信號通道和所述參考通道均與所述相敏檢波器連接，所述相敏檢波器與所述低通濾波器連接。

8.如權利要求7所述的太赫茲光譜儀，其特征在于：所述信號通道包括與所述光電導接收天線連接的鎖相放大器，所述鎖相放大器與所述相敏檢波器連接；

所述參考通道包括依次連接的方波信號源和移相器，所述移相器與所述相敏檢波器連接。

9.如權利要求6～8任一項所述的太赫茲光譜儀，其特征在于：所述數據處理系統包括數據處理模塊和計算機，所述數據處理模塊通過網線與所述計算機連接，所述數據處理模塊與所述鎖相放大模塊連接。