[發(fā)明專利]一種太赫茲光譜儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810276794.2
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108254336B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祁春超;譚信輝;吳光勝;楊正華
• 申請（專利權(quán)）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(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本發(fā)明涉及太赫茲光譜技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種太赫茲光譜儀，包括用于與外部激光系統(tǒng)連接的色散補償系統(tǒng)、光分束器、用于對激光進行延時掃描的光纖拉伸系統(tǒng)、用于產(chǎn)生和接收太赫茲波并對待檢測樣品進行檢測的檢測系統(tǒng)和用于對測試數(shù)據(jù)進行分析的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，色散補償系統(tǒng)通過光纖與光分束器連接，光分束器通過光纖同時與光纖拉伸系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)連接，光纖拉伸系統(tǒng)通過光纖與檢測系統(tǒng)連接，同時檢測系統(tǒng)通過光纖與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；由于激光在光纖中傳輸，有效提高了太赫茲光譜儀的穩(wěn)定性，使得太赫茲光譜儀可以應(yīng)用于室外環(huán)境和工業(yè)場景中，有效拓展了太赫茲光譜儀的應(yīng)用場景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太赫茲光譜技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種太赫茲光譜儀。

背景技術(shù)

太赫茲波是指頻率在0.1～10太赫茲(Tera Hertz，THz)，波長范圍0.03～ 30mm之間的電磁輻射，其波段位于微波與紅外之間，由于缺乏有效的產(chǎn)生和探測手段一直未能得到較好的利用。太赫茲在電磁波譜的位置比較特殊，導(dǎo)致其具有許多獨特性質(zhì)，對新材料、半導(dǎo)體、生命科學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展具有不可替代的作用。太赫茲波段不會對生物組織產(chǎn)生有害的電離輻射，相較于可見光與紅外光譜，其穿透能力更強，且不易受瑞利散射的影響，可用于生物成像、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域；太赫茲輻射具有相干性，能夠直接得到所測物質(zhì)的振幅和相位信息，從而可用于計算所測物質(zhì)的折射率與吸收系數(shù)等；太赫茲輻射很容易透過非金屬和非極性材料，可以用于生產(chǎn)中的質(zhì)量控制和出入鏡的安檢等。

傳統(tǒng)的太赫茲時域光譜系統(tǒng)通過將自由空間傳播的激光耦合到太赫茲天線中，能夠?qū)崿F(xiàn)很高的信噪比和令人滿意的光譜帶寬。然而，由于激光在自由空間中傳輸，外部環(huán)境中的振動或者激光光源的不穩(wěn)定都會對激光的傳播產(chǎn)生影響，使得太赫茲時域光譜系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，無法在室外環(huán)境和工業(yè)場景中進行應(yīng)用。

以上不足，有待改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種太赫茲光譜儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的太赫茲時域光譜系統(tǒng)穩(wěn)定性較差的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種太赫茲光譜儀，包括用于與外部激光系統(tǒng)連接的色散補償系統(tǒng)、光分束器、用于對激光進行延時掃描的光纖拉伸系統(tǒng)、用于產(chǎn)生和接收太赫茲波的檢測系統(tǒng)和用于對測試數(shù)據(jù)進行分析的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述色散補償系統(tǒng)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(tǒng)、所述檢測系統(tǒng)連接，所述光纖拉伸系統(tǒng)通過光纖與所述檢測系統(tǒng)連接，同時所述檢測系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。

進一步地，所述色散補償系統(tǒng)包括用于調(diào)整所述激光傳輸方向的光纖環(huán)形機構(gòu)，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(huán)形機構(gòu)設(shè)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(huán)形機構(gòu)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(huán)形機構(gòu)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。

進一步地，所述檢測系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生太赫茲波的光電導(dǎo)發(fā)射天線、用于接收所述太赫茲波的光電導(dǎo)接收天線和用于對所述太赫茲波進行聚焦的光學(xué)組件，所述光電導(dǎo)發(fā)射天線與所述光分束器連接，所述光電導(dǎo)接收天線與所述光纖拉伸系統(tǒng)連接且所述光電導(dǎo)接收天線與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。

進一步地，所述光學(xué)組件包括用于將所述光電導(dǎo)發(fā)射天線產(chǎn)生的太赫茲波聚焦在所述待檢測樣品上的第一透鏡組和用于將經(jīng)過所述待檢測樣品后的太赫茲波聚焦在所述光電導(dǎo)接收天線的第二透鏡組。