[發(fā)明專利]一種太赫茲波段物質(zhì)介電特性測量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211682743.2
• 申請日: 2022-12-27
• 公開（公告）號: CN116026782A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 賀奕焮;姚睿;許敏達;張麗琴;魏宇飛
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G01N21/3581
• 分類號: G01N21/3581;G01N21/41
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 葛鵬

1.一種太赫茲波段物質(zhì)介電特性測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

激光倍頻單元，所述激光倍頻單元用于出射激光，所述激光具有預設波長；

光學參量振蕩器，所述光學參量振蕩器選擇具有預設波長的所述激光，且可控的輸出雙波長差頻泵浦光；

超寬帶太赫茲差頻產(chǎn)生晶體，在接收到所述雙波長差頻泵浦光的情況下，用于輸出差頻太赫茲波；

透射式測試平臺，所述透射式平臺用于承載具有不同預設厚度Li的多個測試樣品，其中，i為所述測試樣品的個數(shù)，1≤i≤N；所述差頻太赫茲波透過所述測試樣品后出射；

太赫茲強度探測裝置，在所述測試樣品承載于所述透射式測試平臺上的情況下，用于測量從所述測試樣品出射后所述差頻太赫茲波的光譜強度，定義為透射光譜強度；在所述透射式測試平臺未承載所述測試樣品的情況下，所述太赫茲強度探測裝置還用于測量從所述透射式測試平臺出射后所述差頻太赫茲波的光譜強度，定義為背景光譜強度；

光譜數(shù)據(jù)采集處理裝置，所述光譜數(shù)據(jù)采集處理裝置內(nèi)配置有所述測試樣品的光譜強度確定模型、介電特性實部確定模型、介電特性虛部確定模型以及介電特性確定模型；其中，所述光譜強度確定模型配置有透射光譜強度、背景光譜強度以及測試樣品的預設厚度Li；所述光譜數(shù)據(jù)采集處理裝置分別與所述太赫茲強度探測裝置以及光學參量振蕩器電連接；用于采集所述太赫茲強度探測裝置獲取的所述透射光譜強度和背景光譜強度；所述光譜數(shù)據(jù)采集處理裝置還用于控制所述光學參量振蕩器，以調(diào)整雙波長差頻泵浦光的輸出。

2.根據(jù)權利要求1所述的太赫茲波段物質(zhì)介電特性測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜強度確定模型為：

其中，T_i表示不同預設厚度的測試樣品的透射光譜強度，所述透射光譜強度由所述太赫茲強度探測裝置獲取，T₀表示不背景光譜強度，T_noise表示太赫茲強度探測裝置的噪聲強度；n₀表示空氣折射率或用于盛裝所述測試樣品的透光式容器端面材料折射率，L_i表示所述測試樣品的厚度，n_m表示所述測試樣品材料的折射率，α_m表示所述測試樣品材料的吸收系數(shù)；

在T_i、T₀、T_noise、n₀以及L_i參數(shù)均確定的情況下，擬合獲得所述測試樣品材料的折射率n_m，以及所述測試樣品材料的吸收系數(shù)α_m。

3.根據(jù)權利要求2所述的太赫茲波段物質(zhì)介電特性測量系統(tǒng)，其特征在于，所述介電特性實部確定模式為：

所述，介電特性虛部確定模式為：

介電特性確定模型為：

其中，λ_THz為太赫茲波長，i為權重。

4.根據(jù)權利要求1所述的太赫茲波段物質(zhì)介電特性測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光倍頻單元包括：

激光器，所述激光器用于發(fā)射激光，所述激光具有初始波長λ₀；

半波片，所述半波片在接收到來自所述激光器的所述激光的情況下，用于調(diào)整所述激光的偏振態(tài)；

倍頻晶體，所述倍頻晶體在接收到來自所述半波片的所述激光的情況下，將所述激光的初始波長λ₀調(diào)整為所述預設波長λ₁，λ₀＞λ₁。