太赫茲時域雙光譜檢測系統技術方案

太赫茲時域雙光譜檢測系統，飛秒激光經光闌，1/2波片后，由偏振分束鏡分為探測光和泵浦光；探測光依次經過透鏡，延遲裝置，反射鏡，與偏振分束鏡二光連接；探測光進入偏振分束鏡二后，一束經偏振片進入到透射光檢測裝置A，另一束光經另一偏振片進入到反射光檢測裝置B；然后與各自的硅片、拋物鏡面四光連接；泵浦光通過光電導天線太赫茲發射器輻射太赫茲波，然后被拋物面鏡一和拋物面鏡二收集匯聚到樣品上，透射光與透射光檢測裝置A中的拋物面鏡三光連接，反射光與反射光檢測裝置B中的拋物面鏡三光連接；透射和反射的太赫茲信號分別與探測光共線送達各自的電光晶體，并由差分探測器接收，輸出的差分電流信號分別連接鎖相放大器和計算機。本實用新型專利技術太赫茲時域雙光譜可同時檢測透射光譜和反射光譜。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種太赫茲時域雙光譜檢測系統，可以同時檢測透射和反射時域光譜。技術背景太赫茲頻段是指頻率從O. ITHz到IOTHz的電磁輻射區域。太赫茲輻射由于具有瞬態性，低能性和相干性等獨特的性質，在衛星通訊，無損檢測，軍用雷達，醫療衛生等方面具有重大的科學價值和廣闊的應用前景。太赫茲光譜技術是太赫茲輻射實用研究的一個重要領域，這種技術具有高的探測信噪比和較寬的探測帶寬，可廣泛用于物質特征譜的探測，尤其對于毒品和爆炸物的光譜研究具有非常實際的應用前景。目前在國內外采用的太赫茲時域光譜檢測系統，基本上分為透射型和反射型兩種工作模式，各自相互獨立，每次測量都只能選擇一個模式來測量，因此，這樣的檢測系統不能很好的滿足實際的需求；同時在實驗中想要得到透射譜和反射譜時，往往要用不同模式的系統來測量兩次，這樣不僅費時，且實驗的可靠性也會降低。
技術實現思路
本技術公開了一種太赫茲時域雙光譜檢測系統，可以在同一模式系統中同時檢測透射和反射時域光譜，克服現有技術只能采用一種模式獨立測試，導致測試結果可靠性差且費時的弊端。一種太赫茲時域雙光譜檢測系統，由飛秒激光器發出飛秒激光，經光闌，1/2波片后，由偏振分束鏡分為探測光和泵浦光；探測光依次經過透鏡，延遲裝置，反射鏡，與偏振分束鏡二光連接；泵浦光經光電導天線太赫茲發射器輻射太赫茲波，被拋物面鏡一，被拋物面鏡二收集匯聚到樣品；其特征在于A)探測光進入偏振分束鏡二后，一束經偏振片進入到透射光檢測裝置A，另一束光經另一偏振片進入到反射光檢測裝置B ;然后與各自的硅片、拋物面鏡四光連接；B)泵浦光被拋物面鏡二收集匯聚到樣品后，透射光與透射光檢測裝置A中的拋物面鏡三光連接；反射光與反射光檢測裝置B中的拋物面鏡三光連接；C)透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B中的泵浦光與探測光分別各自的拋物面鏡四共線送達各自的電光晶體、1/4波片、第三平凸透鏡、沃爾斯通棱鏡；從沃爾斯通棱鏡分出來的偏振方向互相垂直的兩束偏光經差分探測器接收，然后透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B輸出的差分電流信號分別連接鎖相放大器的輸入端，鎖相放大器輸出端與計算機連接。所述的拋物面鏡一與光電導天線太赫茲發射器之間的距離為50. 8mm ;拋物面鏡二與拋物面鏡一之間的距離小于500mm ;拋物面鏡三與拋物面鏡二的距離為228. 6mm，樣品與拋物面鏡三距離為152. 4mm ;拋物面鏡四到拋物面鏡三之間的距離以恰夠安置硅片為最佳。所述的光電導天線太赫茲發射器輻射的太赫茲波進入樣品的入射角呈45°角。由于采用了如上技術方案，本技術的優點和積極效果如下I.可以根據測量物體的需要，方便的實現對物體透射太赫茲時域電場信號和反射太赫茲時域電場信號的單一測量或者是同時測量；而不用對系統進行任何改動，獲得的太赫茲光譜信息較其它系統更多，便于對物質結構等性質作出更加準確的分析。2.采用光電導天線太赫茲發射器輻射太赫茲，使得系統可以獲得較強的太赫茲電場強度和較寬的帶寬。3.對于該系統均采用了拋物面鏡做為太赫茲波的收集準直，匯聚裝置，而不是用硅透鏡匯聚，在很大程度上降低了太赫茲波在裝置上的損失，提高了被探測信號的強度。附圖說明圖I為本技術太赫茲時域雙光譜檢測系統結構示意圖。I、飛秒激光器，2、第一光闌，3、1/2波片，4、偏振分束鏡，5、斬波器，6、衰減片，7、第二光闌，8、第一平凸透鏡,9、光電導天線太赫茲發射器,10、拋物面鏡一，11拋物面鏡二，12、第二平凸透鏡，13、延遲裝置，14、反射鏡，15、偏振分束鏡二，16、偏振片，17、娃片，18、光電晶體，19、1/4波片，20、第三平凸透鏡，21、沃爾斯通棱鏡，22、差分探測器，23、拋物面鏡三，24、拋物面鏡四，25、樣品，26、鎖相放大器，27、計算機。A :透射光檢測裝置，B :反射光檢測裝置。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術進行詳細說明。太赫茲時域雙光譜檢測系統結構如圖I所示，由飛秒激光器I發出飛秒激光，經第一光闌2,1/2波片3后，由偏振分束鏡4分為泵浦光和探測光。泵浦光經斬波器5、衰減片6、第二光闌7、第一平凸透鏡8，打到光電導天線太赫茲發射器9上輻射太赫茲波，輻射的太赫茲波被拋物面鏡一 10，拋物面鏡二 11收集匯聚到樣品25后，透射光和反射光分別送達透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B中的拋物面鏡三23。探測光，依次經過透鏡12，延遲裝置13，反射鏡14，到達偏振分束鏡二 15，分為兩束探測光，然后再各自經過一個偏振片16分別進入透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B的硅片17、拋物面鏡四24。透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B中泵浦光與探測光分別經拋物面鏡四共線送達各自的電光晶體18、1/4波片19，第三平凸透鏡20，沃爾斯通棱鏡21，其中，從沃爾斯通棱鏡21分出來的兩束偏振方向互相垂直的兩束偏光經差分探測器22接收，變光強信號為電信號，然后電信號的差值送入鎖相放大器26，經計算機27進行信號的處理，以獲取樣品的投射和反射光譜信息。所述的拋物面鏡一 10與光電導天線太赫茲發射器9之間的距離為50. 8mm ;拋物面鏡二 11與拋物面鏡一 10之間的距離小于500mm ;拋物面鏡三23與拋物面鏡二的距離為228. 6mm，樣品25與拋物面鏡三23的距離為152. 4mm ;拋物面鏡四24與拋物面鏡三23之間的距離以恰夠安置硅片17為最佳。所述的光電導天線太赫茲發射器9發射的太赫茲波進入樣品的入射角呈45°角。 本技術透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B光路結構完全相同。權利要求1.一種太赫茲時域雙光譜檢測系統，由飛秒激光器(I)發出飛秒激光，經光闌(2)，1/2波片(3)后，由偏振分束鏡(4)分為探測光和泵浦光；探測光依次經過透鏡(12)，延遲裝置(13)，反射鏡(14)，與偏振分束鏡二(15)光連接；泵浦光經光電導天線太赫茲發射器(9)輻射太赫茲波，被拋物面鏡一(10)，被拋物面鏡二(11)收集匯聚到樣品(25);其特征在于 A)探測光進入偏振分束鏡二(15)后，一束經偏振片(16)進入到透射光檢測裝置A，另一束光經另一偏振片(16)進入到反射光檢測裝置B ;然后與各自的硅片(17)、拋物面鏡四(24)光連接； B)泵浦光被拋物面鏡二(11)收集匯聚到樣品后，透射光與透射光檢測裝置A中的拋物面鏡三(23)光連接；反射光與反射光檢測裝置B中的拋物面鏡三(23)光連接； C)透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B中的泵浦光與探測光分別經各自的拋物面鏡四共線送達各自的電光晶體(18)、1/4波片(19)，第三平凸透鏡(20)，沃爾斯通棱鏡(21)，從沃爾斯通棱鏡(21)分出來的偏振方向互相垂直的兩束偏振光經差分探測器(22)接收，然后透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B輸出的差分電流信號分別連接鎖相放大器(26 )的輸入端，鎖相放大器(26 )輸出端與計算機(27)連接。2.根據權利要求I所述的太赫茲時域雙光譜檢測系統，其特征在于所述的拋物面鏡一(10)與光電導天線太赫茲發射器(9)之間的距離為50. 8mm ;拋物面鏡二(11)與拋物面鏡一(10)之間的距離小于500mm ;拋物面鏡三(23)與拋物面鏡二(11)之間的距離為22本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太赫茲時域雙光譜檢測系統，由飛秒激光器（1）發出飛秒激光，經光闌（2），1/2波片（3）后，由偏振分束鏡（4）分為探測光和泵浦光；探測光依次經過透鏡（12），延遲裝置（13），反射鏡（14），與偏振分束鏡二（15）光連接；泵浦光經光電導天線太赫茲發射器（9）輻射太赫茲波，被拋物面鏡一（10），被拋物面鏡二（11）收集匯聚到樣品（25）；其特征在于：A)探測光進入偏振分束鏡二（15）后，一束經偏振片（16）進入到透射光檢測裝置A，另一束光經另一偏振片（16）進入到反射光檢測裝置B；然后與各自的硅片（17）、拋物面鏡四（24）光連接；B)泵浦光被拋物面鏡二（11）收集匯聚到樣品后，透射光與透射光檢測裝置A中的拋物面鏡三（23）光連接；反射光與反射光檢測裝置B中的拋物面鏡三（23）光連接；C)透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B中的泵浦光與探測光分別經各自的拋物面鏡四共線送達各自的電光晶體（18）、1/4波片（19），第三平凸透鏡（20），沃尓斯通棱鏡（21），從沃爾斯通棱鏡（21）分出來的偏振方向互相垂直的兩束偏振光經差分探測器（22）接收，然后透射光檢測裝置A和反射光檢測裝置B輸出的差分電流信號分別連接鎖相放大器（26）的輸入端，鎖相放大器（26）輸出端與計算機（27）連接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林鵬飛，秦漢，黃猛，陳術，胡志威，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：實用新型
國別省市：