[發(fā)明專利]閉合軌跡光延遲模組、太赫茲系統(tǒng)及光電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111148714.3
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113589436B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振偉;潘曉鵬;張存林
• 申請（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號: G02B6/28
• 分類號: G02B6/28
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李夢晨

本發(fā)明提供一種閉合軌跡光延遲模組、太赫茲系統(tǒng)及光電系統(tǒng)，包括：設(shè)置有閉合軌跡線結(jié)構(gòu)的第一約束部件、設(shè)置有直線槽的第二約束部件、設(shè)置有定位凸的第三約束部件、光轉(zhuǎn)換裝置、外殼和驅(qū)動(dòng)控制裝置；定位凸與閉合曲線槽和直線槽形成約束關(guān)系；第一約束部件、第二約束部件和第三約束部件中的一者與驅(qū)動(dòng)控制裝置聯(lián)結(jié)，另一者固定設(shè)置，再一者與光轉(zhuǎn)換裝置相聯(lián)結(jié)、并平行于直線槽移動(dòng)；光輸入接口和光輸出接口設(shè)置在外殼上，光輸入接口供入射光照射到光轉(zhuǎn)換裝置上，光輸出接口供經(jīng)過光轉(zhuǎn)換裝置的被延遲光束射出外殼。本發(fā)明公開的光延遲模組在驅(qū)動(dòng)控制裝置旋轉(zhuǎn)的情況下，受約束光轉(zhuǎn)換裝置直線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)空間位移轉(zhuǎn)化為光學(xué)延遲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種閉合軌跡光延遲模組、太赫茲系統(tǒng)及光電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光延遲線是一種能夠改變光程的光機(jī)電一體化裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)空間位移到時(shí)間延遲的轉(zhuǎn)化，在光電檢測系統(tǒng)中，能實(shí)現(xiàn)時(shí)域信號的掃描，特別是線性掃描尤為重要，從而獲取完整的時(shí)域脈沖信號。光延遲實(shí)現(xiàn)方式的效率直接決定了信號的獲取速度，從而進(jìn)一步?jīng)Q定了檢測系統(tǒng)的工作效率。故在光電檢測系統(tǒng)集成領(lǐng)域中，模塊化的光延遲線設(shè)計(jì)、研制是非常重要的，光延遲模組是提高檢測系統(tǒng)的檢測效率的關(guān)鍵核心模塊。

現(xiàn)有技術(shù)中，檢測系統(tǒng)中的光延遲模組通常是通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)微位移平臺上的兩個(gè)互為90°的反射鏡（或直角反射器）移動(dòng)，以改變光程而實(shí)現(xiàn)光延遲。這種光延遲實(shí)現(xiàn)方法能進(jìn)行高精度的信號采集，但需花費(fèi)大量時(shí)間成本，通常掃描一個(gè)時(shí)域信號需要數(shù)秒至數(shù)分鐘時(shí)間，完成一個(gè)較大物體的二維成像至少需要上千個(gè)時(shí)域信號，需要數(shù)小時(shí)至數(shù)天時(shí)間，檢測效率極低。但是由于此種延遲方案沒有光束畸變，信號質(zhì)量可靠性和一致性非常好，在少量信號采集時(shí)被廣泛使用。

另外，為了提高采集速度，設(shè)計(jì)了漸開線飛輪延遲線，利用漸開線形的高速旋轉(zhuǎn)的飛輪側(cè)面的光束反射，實(shí)現(xiàn)高速光束延遲。這種方法采用的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，極大的提高了檢測效率，但是由于采用曲面反射，同時(shí)需要將入射光束匯聚為線光束入射到反射曲面上，因此同時(shí)存在曲面反射導(dǎo)致的波束畸變和匯聚波束束腰長度限制導(dǎo)致的波束畸變，從而影響信號的可靠性和一致性。

另外，還有音圈震動(dòng)延遲線，但是音圈振動(dòng)很難設(shè)計(jì)較大的延遲范圍，或者將振動(dòng)范圍調(diào)整到較大范圍后，非線性畸變同樣不可避免。

因此，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)較大范圍延遲量、高延遲速度、高品質(zhì)光束質(zhì)量的延遲裝置，成為了限制光電檢測系統(tǒng)發(fā)展的核心瓶頸難題。

近些年，光電檢測系統(tǒng)快速發(fā)展，光譜范圍已經(jīng)幾乎覆蓋整個(gè)電磁譜段，例如太赫茲波段、紅外波段、微波毫米波波段、紫外波段等等，各種時(shí)間變量的光電信號采集系統(tǒng)都迫切需要高品質(zhì)高效率的光延遲的裝置。

尤其是在太赫茲波段，太赫茲波有很多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。目前的太赫茲檢測系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際工程的瓶頸問題是高檢測效率和高信號質(zhì)量無法同時(shí)滿足，其中的關(guān)鍵就是沒有較大延遲范圍的高速無畸變的光延遲線裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種閉合軌跡光延遲模組、太赫茲系統(tǒng)及光電系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中較大量程、高檢測效率和高信號質(zhì)量無法同時(shí)滿足的缺陷，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)較大范圍延遲量、高延遲速度和高品質(zhì)光束質(zhì)量。