[发明专利]适用于太赫兹时域光谱测量的液体样品架及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光谱测量的样品架及其方法，特别是涉及一种适用于太赫兹时域光谱测量的液体样品架及其方法。

背景技术

太赫兹时域光谱系统是一种相干探测技术，能够同时获得太赫兹脉冲的振幅和相位信息。该技术利用太赫兹脉冲透射或从样品上的反射，记录下太赫兹时域电场波形，经快速傅里叶变换得到样品的频谱，通过数据的处理和分析，可以获得被测样品的光学参数，如折射率、吸收系数等，进而获得样品的一些重要的物理化学信息。

在太赫兹时域光谱测量中，不同的样品对太赫兹光有不同的吸收。当光通过一定厚度的样品时会产生相应的时间延迟。对于溶液体系的测量，样品的厚度是一个关键因素。液体样品通常采用在太赫兹波段透过性较好的高纯石英样品池或聚乙烯塑料袋装载。为了获得足够的信号强度，样品池一般比较薄，如对于水溶液，由于水对太赫兹吸收强烈，水溶液样品的厚度一般在微米量级，因此对样品池有比较高的要求。对于高纯石英样品池，通常只能获得确定的厚度，无法连续调节可变光程。而聚乙烯袋，由于易变形，常通过夹在一定厚度的夹板中进行测量，但难以控制厚度的改变。

目前所采用的方式是测量一系列不同厚度液体样品的信号，以其中一个厚度的样品作为参比，进行相应的数据处理。由于液体样品厚度的绝对值难以精度测量，并且其相同厚度的重复性也难以保证。因此，同系列不同样品间相互相比，会产生较大偏差。另外是采用常规红外光谱的液体样品池，但需要逐个更换样品，无法满足多个样品的同时测量。

此外，太赫兹时域光谱测量中，延迟装置通过改变探测光与泵浦光间的光程差，使探测光在不同的时刻对太赫兹脉冲的电场强度进行取样测量，获得太赫兹脉冲电场强度的时间波形。对于一套典型的太赫兹时域光谱系统，噪声的主要来源由泵浦激光及其他环境因素造成，如湿度的微小波动会干扰测量的结果。因此，太赫兹脉冲信号的幅度和位置随测量时间会有一定的波动，不同时刻测量的数据不能达到完全的重复，从而造成测量的误差。当不同样品信号自身差别较小时，这种差异很容易被这些微小波动和干扰所掩盖。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法连续调节液体样品的厚度，且样品厚度难以控制影响检测精度的不足，提供一种适用于太赫兹时域光谱测量的液体样品架及其方法。

本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种适用于太赫兹时域光谱测量的液体样品架，其特点在于，其包括：

两个平行设置，用于对样品袋进行夹持的样品夹片，所述样品夹片上均设有若干窗口；

一用于调整所述两个样品夹片间距，并使样品夹片夹持样品袋的光程调节机构，其中该光程调节机构与所述样品夹片中的一个连接；

一底座，该光程调节机构以及未与该光程调节机构连接的所述样品夹片固设于该底板上；

一用于切换被探测光斑透射的窗口，或者调整同一窗口相对该探测光斑的位置的移动机构，该移动机构与底座连接。

其中，每个所述的样品夹片均包括一基片，所述窗口设于该基片上，在该基片靠近样品袋的一侧设有与该基片叠置的窗片。

其中，所述样品夹片还包括一设置在该基片和盖片之间的磁片，且两个所述样品夹片上的磁片相互吸引。

其中，该光程调节机构为一步进电机。

其中，该移动机构包括一用于横向切换窗口，或对窗口中的测试位置进行微调的横向移动机构，该横向移动机构与该底板连接。

其中，该移动机构还包括一用于纵向切换窗口，或对窗口中的测试位置进行微调的纵向移动机构，该纵向移动机构与该底板连接。

其中，该移动机构为手动控制或者电动控制。

本发明还提供一种采用所述适用于太赫兹时域光谱测量的液体样品架对液体样品进行光谱测量的方法，其特点在于，其包括：

S₁、该移动机构调整同一窗口相对探测光斑的不同位置，对该窗口的不同点进行多次检测；

S₂、根据步骤S₁获得的检测数据计算平均值；

S₃、该移动机构切换不同窗口，使得探测光斑射入下一个窗口；

S₄、重复步骤S₁-S₃直至完成所有窗口中样品的检测。

其中，在步骤S₄后还包括步骤S₅：该光程调节机构调整所述样品夹片间距以改变所夹持的液体样品的厚度；在步骤S₅后再次执行步骤S₁-S₄。