专利名称：太赫兹时域双光谱检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太赫兹时域双光谱检测系统，可以同时检测透射和反射时域光谱。
技术背景太赫兹频段是指频率从O. ITHz到IOTHz的电磁辐射区域。太赫兹辐射由于具有瞬态性，低能性和相干性等独特的性质，在卫星通讯，无损检测，军用雷达，医疗卫生等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景。太赫兹光谱技术是太赫兹辐射实用研究的一个重要领域，这种技术具有高的探测信噪比和较宽的探测带宽，可广泛用于物质特征谱的探测，尤其对于毒品和爆炸物的光谱研究具有非常实际的应用前景。目前在国内外采用的太赫兹时域光谱检测系统，基本上分为透射型和反射型两种工作模式，各自相互独立，每次测量都只能选择一个模式来测量，因此，这样的检测系统不能很好的满足实际的需求；同时在实验中想要得到透射谱和反射谱时，往往要用不同模式的系统来测量两次，这样不仅费时，且实验的可靠性也会降低。
实用新型内容本实用新型公开了一种太赫兹时域双光谱检测系统，可以在同一模式系统中同时检测透射和反射时域光谱，克服现有技术只能采用一种模式独立测试，导致测试结果可靠性差且费时的弊端。一种太赫兹时域双光谱检测系统，由飞秒激光器发出飞秒激光，经光阑，1/2波片后，由偏振分束镜分为探测光和泵浦光；探测光依次经过透镜，延迟装置，反射镜，与偏振分束镜二光连接；泵浦光经光电导天线太赫兹发射器辐射太赫兹波，被抛物面镜一，被抛物面镜二收集汇聚到样品；其特征在于A)探测光进入偏振分束镜二后，一束经偏振片进入到透射光检测装置A，另一束光经另一偏振片进入到反射光检测装置B ;然后与各自的硅片、抛物面镜四光连接；B)泵浦光被抛物面镜二收集汇聚到样品后，透射光与透射光检测装置A中的抛物面镜三光连接；反射光与反射光检测装置B中的抛物面镜三光连接；C)透射光检测装置A和反射光检测装置B中的泵浦光与探测光分别各自的抛物面镜四共线送达各自的电光晶体、1/4波片、第三平凸透镜、沃尔斯通棱镜；从沃尔斯通棱镜分出来的偏振方向互相垂直的两束偏光经差分探测器接收，然后透射光检测装置A和反射光检测装置B输出的差分电流信号分别连接锁相放大器的输入端，锁相放大器输出端与计算机连接。所述的抛物面镜一与光电导天线太赫兹发射器之间的距离为50. 8mm ;抛物面镜二与抛物面镜一之间的距离小于500mm ;抛物面镜三与抛物面镜二的距离为228. 6mm，样品与抛物面镜三距离为152. 4mm ;抛物面镜四到抛物面镜三之间的距离以恰够安置硅片为最佳。[0010]所述的光电导天线太赫兹发射器辐射的太赫兹波进入样品的入射角呈45°角。由于采用了如上技术方案，本实用新型的优点和积极效果如下I.可以根据测量物体的需要，方便的实现对物体透射太赫兹时域电场信号和反射太赫兹时域电场信号的单一测量或者是同时测量；而不用对系统进行任何改动，获得的太赫兹光谱信息较其它系统更多，便于对物质结构等性质作出更加准确的分析。2.采用光电导天线太赫兹发射器辐射太赫兹，使得系统可以获得较强的太赫兹电场强度和较宽的带宽。3.对于该系统均采用了抛物面镜做为太赫兹波的收集准直，汇聚装置，而不是用硅透镜汇聚，在很大程度上降低了太赫兹波在装置上的损失，提高了被探测信号的强度。
图I为本实用新型太赫兹时域双光谱检测系统结构示意图。I、飞秒激光器，2、第一光阑，3、1/2波片，4、偏振分束镜，5、斩波器，6、衰减片，7、第二光阑，8、第一平凸透镜,9、光电导天线太赫兹发射器,10、抛物面镜一，11抛物面镜二，12、第二平凸透镜，13、延迟装置，14、反射镜，15、偏振分束镜二，16、偏振片，17、娃片，18、光电晶体，19、1/4波片，20、第三平凸透镜，21、沃尔斯通棱镜，22、差分探测器，23、抛物面镜三，24、抛物面镜四，25、样品，26、锁相放大器，27、计算机。A :透射光检测装置，B :反射光检测装置。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。太赫兹时域双光谱检测系统结构如图I所示，由飞秒激光器I发出飞秒激光，经第一光阑2,1/2波片3后，由偏振分束镜4分为泵浦光和探测光。泵浦光经斩波器5、衰减片6、第二光阑7、第一平凸透镜8，打到光电导天线太赫兹发射器9上辐射太赫兹波，辐射的太赫兹波被抛物面镜一 10，抛物面镜二 11收集汇聚到样品25后，透射光和反射光分别送达透射光检测装置A和反射光检测装置B中的抛物面镜三23。探测光，依次经过透镜12，延迟装置13，反射镜14，到达偏振分束镜二 15，分为两束探测光，然后再各自经过一个偏振片16分别进入透射光检测装置A和反射光检测装置B的硅片17、抛物面镜四24。透射光检测装置A和反射光检测装置B中泵浦光与探测光分别经抛物面镜四共线送达各自的电光晶体18、1/4波片19，第三平凸透镜20，沃尔斯通棱镜21，其中，从沃尔斯通棱镜21分出来的两束偏振方向互相垂直的两束偏光经差分探测器22接收，变光强信号为电信号，然后电信号的差值送入锁相放大器26，经计算机27进行信号的处理，以获取样品的投射和反射光谱信息。所述的抛物面镜一 10与光电导天线太赫兹发射器9之间的距离为50. 8mm ;抛物面镜二 11与抛物面镜一 10之间的距离小于500mm ;抛物面镜三23与抛物面镜二的距离为228. 6mm，样品25与抛物面镜三23的距离为152. 4mm ;抛物面镜四24与抛物面镜三23之间的距离以恰够安置硅片17为最佳。[0024]所述的光电导天线太赫兹发射器9发射的太赫兹波进入样品的入射角呈45°角。 本实用新型透射光检测装置A和反射光检测装置B光路结构完全相同。
权利要求1.一种太赫兹时域双光谱检测系统，由飞秒激光器(I)发出飞秒激光，经光阑(2)，1/2波片(3)后，由偏振分束镜(4)分为探测光和泵浦光；探测光依次经过透镜(12)，延迟装置(13)，反射镜(14)，与偏振分束镜二(15)光连接；泵浦光经光电导天线太赫兹发射器(9)辐射太赫兹波，被抛物面镜一(10)，被抛物面镜二(11)收集汇聚到样品(25);其特征在于 A)探测光进入偏振分束镜二(15)后，一束经偏振片(16)进入到透射光检测装置A，另一束光经另一偏振片(16)进入到反射光检测装置B ;然后与各自的硅片(17)、抛物面镜四(24)光连接； B)泵浦光被抛物面镜二(11)收集汇聚到样品后，透射光与透射光检测装置A中的抛物面镜三(23)光连接；反射光与反射光检测装置B中的抛物面镜三(23)光连接； C)透射光检测装置A和反射光检测装置B中的泵浦光与探测光分别经各自的抛物面镜四共线送达各自的电光晶体(18)、1/4波片(19)，第三平凸透镜(20)，沃尔斯通棱镜(21)，从沃尔斯通棱镜(21)分出来的偏振方向互相垂直的两束偏振光经差分探测器(22)接收，然后透射光检测装置A和反射光检测装置B输出的差分电流信号分别连接锁相放大器(26 )的输入端，锁相放大器(26 )输出端与计算机(27)连接。
2.根据权利要求I所述的太赫兹时域双光谱检测系统，其特征在于所述的抛物面镜一(10)与光电导天线太赫兹发射器(9)之间的距离为50. 8mm ;抛物面镜二(11)与抛物面镜一(10)之间的距离小于500mm ;抛物面镜三(23)与抛物面镜二(11)之间的距离为228. 6mm，样品(25)与抛物面镜三(23)的距离为152. 4mm ;抛物面镜四(24)与抛物面镜三(23 )之间的距离以恰够安置硅片(17 )为最佳。
3.根据权利要求I所述的太赫兹时域双光谱检测系统，其特征在于所述的光电导天线太赫兹发射器(9)辐射的太赫兹波进入样品的入射角呈45°角。
专利摘要太赫兹时域双光谱检测系统，飞秒激光经光阑，1/2波片后，由偏振分束镜分为探测光和泵浦光；探测光依次经过透镜，延迟装置，反射镜，与偏振分束镜二光连接；探测光进入偏振分束镜二后，一束经偏振片进入到透射光检测装置A，另一束光经另一偏振片进入到反射光检测装置B；然后与各自的硅片、抛物镜面四光连接；泵浦光通过光电导天线太赫兹发射器辐射太赫兹波，然后被抛物面镜一和抛物面镜二收集汇聚到样品上，透射光与透射光检测装置A中的抛物面镜三光连接，反射光与反射光检测装置B中的抛物面镜三光连接；透射和反射的太赫兹信号分别与探测光共线送达各自的电光晶体，并由差分探测器接收，输出的差分电流信号分别连接锁相放大器和计算机。本实用新型太赫兹时域双光谱可同时检测透射光谱和反射光谱。
文档编号G01J3/28GK202631110SQ201220251729
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者林鹏飞, 秦汉, 黄猛, 陈术, 胡志威 申请人:上海理工大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
