[發明專利]一種氣體太赫茲光譜探測系統

在審

• 申請號: 202110774934.0
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113466166A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 鄭小平;李志杰;鄧曉嬌;李熠豪;白藝偉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/3581
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

本申請提供了一種氣體太赫茲光譜探測系統，涉及光譜探測技術領域。所述系統包括：太赫茲波發生模塊、待測氣體模塊、太赫茲波探測模塊、程控及采集模塊；所述太赫茲波發生模塊用于產生并發射不同頻率的太赫茲波信號；所述待測氣體模塊用于配置及存儲待測氣體，使所述不同頻率的太赫茲波信號通過所述待測氣體；所述太赫茲波探測模塊用于通過場效應晶體管檢波器檢波通過所述待測氣體后的所述不同頻率的太赫茲波信號的幅值信號；所述程控及采集模塊用于控制所述太赫茲波發生模塊產生并發射所述太赫茲波信號的頻率，還用于采集通過所述待測氣體后的所述不同頻率的太赫茲波信號的幅值檢波信號，并生成所述待測氣體的光譜圖。

技術領域

本申請涉及光譜探測技術領域，特別是涉及一種氣體太赫茲光譜探測系統。

背景技術

太赫茲波(Terahertz，THz波)的波長介于紅外線和微波之間。由于許多分子間的相互作用、振動躍遷、偶極子旋轉的光譜和晶體晶格低頻振動的吸收能級都位于遠紅外-太赫茲波段，因此，利用太赫茲光譜技術可以準確獲取這些物質的特征譜。一方面太赫茲光譜可以作為化學、材料等研究領域研究未知材料結構特性的有效手段；另一方面，在鑒別/識別已知分子(如毒品、藥品和爆炸物等)方面也有著重要的應用前景。

相關技術中的太赫茲光譜探測系統具有在高頻段靈敏度較低的缺點。因此，本發明提出了一種能夠克服上述技術問題的氣體太赫茲光譜探測系統。

發明內容

鑒于上述問題，本發明實施例提供了一種氣體太赫茲光譜探測系統，以便克服上述問題或者至少部分地解決上述問題。

本發明實施例提供了一種氣體太赫茲光譜探測系統，所述系統包括：太赫茲波發生模塊、待測氣體模塊、太赫茲波探測模塊、程控及采集模塊；

所述太赫茲波發生模塊用于產生并發射不同頻率的太赫茲波信號；

所述待測氣體模塊用于配置及存儲待測氣體，使所述不同頻率的太赫茲波信號通過所述待測氣體；

所述太赫茲波探測模塊用于通過場效應晶體管檢波器檢波通過所述待測氣體后的所述不同頻率的太赫茲波信號的幅值信號；

所述程控及采集模塊用于控制所述太赫茲波發生模塊產生并發射所述太赫茲波信號的頻率，還用于采集通過所述待測氣體后的所述不同頻率的太赫茲波信號的幅值檢波信號，并生成所述待測氣體的光譜圖。

可選地，所述太赫茲波發生模塊包括：所述本地振蕩器、所述固態倍頻發射鏈路，其中：

所述本地振蕩器用于產生不同頻率的基頻信號；

所述固態倍頻發射鏈路用于對所述不同頻率的基頻信號進行倍頻，得到所述不同頻率的太赫茲波信號，并發射所述不同頻率的太赫茲波信號。

可選地，所述待測氣體模塊包括：進樣單元、壓力控制單元、氣腔單元，其中：

所述進樣單元用于向所述氣腔單元中的氣腔加入至少一種所述待測氣體；

所述壓力控制單元用于控制所述氣腔中的壓力，以控制所述氣腔中的加入的所述各待測氣體的相對濃度；

所述氣腔單元用于使所述太赫茲波發生模塊產生的所述不同頻率的太赫茲波信號通過所述氣腔。

可選地，所述進樣單元包括：管道、控制閥、樣品瓶，其中：

所述樣品瓶用于存放液態的所述待測樣品，所述液態的待測樣品通過揮發所述待測氣體進入所述氣腔；

所述管道包括主管和支管，其中：所述主管連接多個所述支管，每個所述支管連接一個所述樣品瓶，所述主管還通過波紋連接管和法蘭接口連接所述氣腔，以使所述樣品瓶中的所述待測氣體通過所述支管和所述主管進入所述氣腔；