[發(fā)明專利]一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010980153.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN112083196B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡旻;王月瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01Q60/18
• 分類號(hào): G01Q60/18;G01Q60/22
• 代理公司: 成都云縱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51316
• 代理人: 劉沙粒;伍星

1.一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：

激光器，用于產(chǎn)生飛秒激光，所述飛秒激光經(jīng)過分束鏡分為入射光和檢測(cè)光，所述入射光傳輸至入射單元，所述檢測(cè)光傳輸至延時(shí)單元經(jīng)延時(shí)后傳輸至光導(dǎo)開關(guān)并觸發(fā)光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通；

入射單元，用于在入射光的激勵(lì)下產(chǎn)生入射信號(hào)，所述入射信號(hào)用于激勵(lì)金屬探針產(chǎn)生局域場(chǎng)，所述局域場(chǎng)用于激勵(lì)金屬探針探測(cè)方向上的樣品產(chǎn)生近場(chǎng)信號(hào)；

金屬探針，用于將近場(chǎng)信號(hào)耦合成金屬探針表面的電流信號(hào)，所述電流信號(hào)經(jīng)金屬探針、傳輸線、光導(dǎo)開關(guān)傳輸至后端處理單元；

后端處理單元，用于接收和處理電流信號(hào)，得到樣品表面的近場(chǎng)信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述入射單元包括入射光電導(dǎo)天線、拋物面鏡和至少一個(gè)反射鏡，所述入射光電導(dǎo)天線用于接收經(jīng)反射鏡調(diào)整光路的入射光，并產(chǎn)生入射到拋物面鏡的入射信號(hào)，所述拋物面鏡用于將入射信號(hào)聚焦于金屬探針上，入射信號(hào)在金屬探針的尖端產(chǎn)生局域場(chǎng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述入射單元包括入射光電導(dǎo)天線，所述入射光電導(dǎo)天線通過傳輸線與金屬探針連接，入射光電導(dǎo)天線用于在入射光的激勵(lì)下產(chǎn)生入射信號(hào)，所述入射信號(hào)以電流的形式經(jīng)傳輸線傳導(dǎo)到金屬探針，在金屬探針的尖端產(chǎn)生局域場(chǎng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括印制電路板，所述印制電路板設(shè)置有相互連接的入射光電導(dǎo)天線和微帶線，所述印制電路板上還設(shè)置有陶瓷托板，所述陶瓷托板用于固定金屬懸臂以及與金屬懸臂連接的金屬探針，所述金屬懸臂通過跳線連接至微帶線。

5.根據(jù)權(quán)利要求2~4中任一項(xiàng)所述的一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬探針的長(zhǎng)度與入射信號(hào)的波長(zhǎng)為同一量級(jí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述后端處理單元包括電流放大器和計(jì)算機(jī)，所述電流放大器用于放大電流信號(hào)并將放大后的電流信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)用于處理放大后的電流信號(hào)得到樣品表面的近場(chǎng)信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光導(dǎo)開關(guān)為探測(cè)光電導(dǎo)天線。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種太赫茲近場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述延時(shí)單元包括若干反射鏡構(gòu)成的時(shí)延光路，以將檢測(cè)光的傳輸時(shí)間調(diào)整為與電流信號(hào)傳輸至光導(dǎo)開關(guān)的時(shí)間匹配。

9.一種太赫茲近場(chǎng)成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

飛秒激光經(jīng)分光鏡分為入射光和檢測(cè)光；

入射光轉(zhuǎn)化為入射信號(hào)，入射信號(hào)激勵(lì)金屬探針產(chǎn)生局域場(chǎng)，局域場(chǎng)激勵(lì)金屬探針探測(cè)方向上的樣品產(chǎn)生近場(chǎng)信號(hào)，近場(chǎng)信號(hào)在金屬探針上耦合為金屬探針表面的電流信號(hào)后經(jīng)金屬探針、傳輸線傳輸至光導(dǎo)開關(guān)；

檢測(cè)光經(jīng)過延時(shí)后觸發(fā)光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通，光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通后采集相應(yīng)的電流信號(hào)；

處理采集到的電流信號(hào)得到樣品表面的近場(chǎng)信息。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種太赫茲近場(chǎng)成像方法，其特征在于，所述入射信號(hào)以電流的形式經(jīng)傳輸線傳導(dǎo)到金屬探針，所述金屬探針在入射信號(hào)的激勵(lì)下產(chǎn)生局域場(chǎng)。