[实用新型]一种太赫兹光谱仪及太赫兹收发探头

权利要求书

1.一种太赫兹光谱仪，其特征在于包括：

激光器，用于发射激光；

太赫兹转换器，用于将激光器发射的激光转换为探测光和泵浦光；探测光比泵浦光有T时间延迟；所述T是皮秒级到纳秒级；

太赫兹收发探头，用于接收太赫兹转换器输出探测光和泵浦光，产生辐射太赫兹波进行样品反射式探测和透射式探测，通过携带样品信息的太赫兹波进行探测得到样品光谱对应光电流。

2.根据权利要求1所述的一种太赫兹光谱仪，其特征在于所述太赫兹收发探头包括第一光导天线、第二光导天线、第一太赫兹透镜、第二太赫兹透镜、第三太赫兹透镜； 

第一光导天线，泵浦光辐射在第一光导天线两电极间的光电导材料上辐射出太赫兹脉冲；由第一光导天线辐射出的太赫兹脉冲经过第一太赫兹透镜、第三太赫兹透镜后，入射至样品表面反射后经过第二太赫兹透镜后辐射到第二光导天线的光电导材料上；

第二光导天线，探测光经过光学延迟线延迟后入射到透镜上后聚焦辐射在第二光导天线的光电导材料上，通过探测光辐射在第二光导天线两电极间的光导材料上产生自由载流子；与此同时自由空间传播的携带样品信息的太赫兹脉冲也辐射在第二光导天线两电极间的光导材料上，驱动载流子产生正比于太赫兹瞬间电场的光电流；

所述第一太赫兹透镜与第二太赫兹透镜的中心距P，第一太赫兹透镜与第二太赫兹透镜直径为X，所述第三太赫兹透镜的直径Y满足： ；泵浦光光能量和探测光光能量对应分别不超过第一光导天线、第二光导天线的能量阀值。

3.根据权利要求2所述的一种太赫兹光谱仪，其特征在于所述第一太赫兹透镜、第二太赫兹透镜分别与第三太赫兹透镜的焦距为8f或者4f。

4.根据权利要求1所述的一种太赫兹光谱仪，其特征在于所述太赫兹转换器包括：

分光装置，用于将激光器发射的激光分为为泵浦光、探测光，其中泵浦光通过第二透镜（8）入射至太赫兹收发探头一输入端口，探测光入射至延迟角度转换装置中；所述泵浦光与分光装置入射光光轴垂直；泵浦光通过第一透镜入射至太赫兹收发探头的探测光与分光装置入射光光轴垂直；

延迟角度转换装置，用于将第一分光器输出的探测光进行光信号T时间延迟，并将探测光延迟信号入射至太赫兹收发探头另一输入端口。

5.根据权利要求1所述的一种太赫兹光谱仪，其特征在于所述分光装置包括分光器及第一调整器，所述其中分光器指的是分束镜或半反半透透镜，第一调整器是第二波片或者第二波片，第一调整器用于调节泵浦光和探测光的功率比。

6.根据权利要求1所述的一种太赫兹光谱仪，其特征在于所述延迟角度转换装置包括延迟装置和角度转换装置，延迟装置是延迟线；角度转换装置是分束镜、反射镜或者半反半透透镜。

7.根据权利要求6所述的一种太赫兹光谱仪，其特征在于当所述角度转换装置是分束镜时，延迟角度转换装置还包括检测装置，所述分束镜将延迟线输出探测光进行功率分配，经过分束镜透射的探测光入射至检测装置，进行功率检测；经过分束镜反射的探测光入射至太赫兹收发探头另一输入端口。

8.根据权利要求1至7之一所述的一种太赫兹光谱仪，其特征在于所述太赫兹转换器还包括第一可调反射镜、第二可调反射镜、第二调整器，所述激光器发射激光依次经过第一可调反射镜、第二调整器、第二可调反射镜后，调整激光进入分光装置，所述激光器发射的激光与分光装置入射方向为α，所述α范围是0到180°，第二调整器是第一波片。