[發明專利]一種高分辨率太赫茲近場光譜測試系統

有效

• 申請號: 202011560857.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112730315B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 黎華;王晨捷;李子平;張真真;曹俊誠
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01N21/3581
• 分類號: G01N21/3581;G01N21/01;G01Q60/18;G01Q60/06;G01Q60/38
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 錢文斌;黃志達

1.一種高分辨率太赫茲近場光譜測試系統，包括第一量子級聯激光器、第二量子級聯激光器、準直聚焦系統、原子力顯微鏡和頻譜分析儀，所述第一量子級聯激光器和第二量子級聯激光器均工作在光頻梳模式，其特征在于，所述第一量子級聯激光器發出的太赫茲波經過所述準直聚焦系統中的第一光路后照射到所述原子力顯微鏡的探針尖端與樣品的交界處；所述原子力顯微鏡的探針以固定振動頻率與所述樣品接觸，所述第二量子級聯激光器通過所述準直聚焦系統中的第二光路收集所述原子力顯微鏡的探針尖端處產生的散射近場信號；所述散射近場信號與所述第二量子級聯激光器發出的太赫茲波在諧振腔中相互作用，產生下變頻的雙光梳多外差光譜；所述頻譜分析儀用于觀測所述雙光梳多外差光譜。

2.根據權利要求1所述的高分辨率太赫茲近場光譜測試系統，其特征在于，所述第一量子級聯激光器和第二量子級聯激光器的激射光譜有重疊部分。

3.根據權利要求1所述的高分辨率太赫茲近場光譜測試系統，其特征在于，所述第一量子級聯激光器發出的太赫茲波的偏振方向為所述原子力顯微鏡的探針豎直方向，通過所述準直聚焦系統中的第一光路后與所述探針尖端耦合。

4.根據權利要求1所述的高分辨率太赫茲近場光譜測試系統，其特征在于，所述原子力顯微鏡以固定振動頻率的輕敲模式進行工作，所述振動頻率作為所述頻譜分析儀解調近場信號的參考頻率。

5.根據權利要求1所述的高分辨率太赫茲近場光譜測試系統，其特征在于，所述量子級聯激光器和所述頻譜分析儀之間還設置有低噪聲放大器，所述低噪聲放大器以提高雙光梳信號信噪比。

6.根據權利要求1所述的高分辨率太赫茲近場光譜測試系統，其特征在于，所述第一光路和第二光路的光程相同。

7.根據權利要求1所述的高分辨率太赫茲近場光譜測試系統，其特征在于，所述準直聚焦系統由對稱的第一光路和第二光路構成，包括：第一離軸拋物面鏡、第一ITO反射鏡、第二離軸拋物面鏡、第二ITO反射鏡、反射鏡、三角鏡和第三離軸拋物面鏡；所述第一量子級聯激光器發出的太赫茲波由所述第一離軸拋物面鏡收集準直入射至所述第一ITO反射鏡，由所述第一ITO反射鏡反射后再經所述三角鏡和反射鏡反射，由第二拋物面鏡聚焦到所述原子力顯微鏡的探針尖端處；所述原子力顯微鏡的探針尖端處產生的散射近場信號經過所述第三離軸拋物面鏡后，由所述反射鏡和三角鏡反射后再經所述第二ITO反射鏡反射至所述第二離軸拋物面鏡，所述第二離軸拋物面鏡收集準直入射至所述第二量子級聯激光器。