[发明专利]一种太赫兹波检测系统及其应用

权利要求书

1.一种太赫兹波检测系统，其特征在于，包括分光模块、延时模块、发射模块以及接收模块，其中，

分光模块，用于将输入的飞秒激光束分解为泵浦光和探测光；

延时模块，用于接收所述探测光并对该探测光进行延时输出，以确保探测光和由泵浦光产生的太赫兹光在到达接收模块时的相位一致；

发射模块，用于将分光模块输出的泵浦光转换为太赫兹波，在太赫兹光经过样品后射入到接收模块中，且在测量噪声时阻塞太赫兹波；

接收模块，用于将经过样品后的太赫兹光与延时模块射出的探测光共线整合传输，再进行电光聚焦后检测THz波束电场的极化变化，并将该电场进行锁相放大。

2.如权利要求1所述的太赫兹波检测系统，其特征在于，所述太赫兹波检测系统还包括处理模块以及显示模块；其中，处理模块，用于对所述接收模块锁相放大的THz波束电场转换为太赫兹波形；显示模块，用于将处理模块转换的太赫兹波形在屏幕上进行显示。

3.如权利要求2所述的太赫兹波检测系统，其特征在于，所述太赫兹波检测系统还包括第一导光模块、第二导光模块、第三导光模块以及第四导光模块；其中，

所述第一导光模块，用于将系统外部射入的飞秒激光束导入所述分光模块中；

所述第二导光模块，用于将分光模块射出的泵浦光导入到发射模块中；

所述第三导光模块，用于将所述延时模块射出的探测光导入到接收模块中；

所述第四导光模块，用于将所述发射模块射出的太赫兹波导入到接收模块中。

4.如权利要求3所述的太赫兹波检测系统，其特征在于，所述第一导光模块包括第一光路校准器、第二光路校准器、第三光路校准器、第一转向镜和第二转向镜；其中，外部飞秒激光束分别经第一光路校准器校准、第一转向镜转向、第二光路校准器校准、第三光路校准器校准以及第二转向镜转向后，射入分光模块；

所述第二导光模块包括第四光路校准器、第五光路校准器以及第三转向镜；所述分光模块射出的泵浦光经第四光路校准器校准、第三转向镜转向以及第五光路校准器校准后，射入发射模块；

所述第三导光模块包括第四转向镜、第五转向镜、第六光路校准器、第七光路校准器；其中，所述延时模块射出的探测光经第四转向镜转向、第六光路校准器校准、第五转向镜转向、第七光路校准器校准后，射入接收模块；

所述第四导光模块包括第一太赫兹转向镜和第二太赫兹转向镜，所述发射模块射出的太赫兹波经过第一太赫兹转向镜、第二太赫兹转向镜转向后射入接收模块，在第一太赫兹转向镜和第二太赫兹转向镜之间的太赫兹波传输线路上设有用于放置样品的样品放置区。

5.如权利要求4所述的太赫兹波检测系统，其特征在于，所述分光模块包括半波片、偏振分束器，其中，所述飞秒激光束经第一导光模块导入后，射入半波片中，通过控制半波片的旋转角度对确定泵浦光和探测光的功率比例，然后再射入偏振分束器，将激光束分为泵浦光和探测光；

所述延时模块包括第一四分之一波片、反射器、反射镜以及鳍状镜；其中，所述分光模块的偏振分束器射出的探测光依次射入第一四分之一波片、反射器以及反射镜，探测光经反射镜反射，反射的探测光依次射入反射器、第一四分之一波片、偏振分束器后，偏振分束器再将探测光折射到鳍状镜中，所述鳍状镜将探测光折射到接收模块中。

6.如权利要求5所述的太赫兹波检测系统，其特征在于，所述延时模块还包括第六转向镜、第七转向镜、第八转向镜、第八光路校准器以及第九光路校准器；其中，当样品区域的太赫兹光程超过350毫米时，所述鳍状镜折叠，折射到鳍状镜中的探测光经第八光路校准器校准、第六转向镜转向、第七转向镜转向、第九光路校准器校准、第八转向镜转向后，重新射入鳍状镜中，鳍状镜将再次接收的探测光折射到接收模块中。

7.如权利要求6所述的太赫兹波检测系统，其特征在于，所述发射模块包括用于产生太赫兹的发射器、第九转向镜、第十转向镜、第一透镜、第二透镜以及用于在测量噪声时阻塞太赫兹波的太赫兹波噪声开关；其中，所述泵浦光经第二导光模块导入后，经第九转向镜转向、第十转向镜转向、第一透镜聚焦后射入发射器，所述发射器将泵浦光转换为太赫兹波后经第二透镜聚焦后射出，在该太赫兹波射出方向上设有太赫兹波噪声开关。