[发明专利]实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置及其测量方法

权利要求书

1.一种实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置，其特征在于：包括激光器、分束镜、太赫兹波谱产生装置、探测光传输装置、太赫兹波谱探测光混合装置、分光分析装置、对比光束传输装置和锁相放大器，所述激光器产生的激光通过分束镜分束，所述太赫兹波谱产生装置和探测光传输装置均与分束镜相邻，所述太赫兹波谱探测光混合装置位于太赫兹波谱产生装置和探测管传输装置之间，所述分光分析装置位于太赫兹波谱探测光混合装置之后，所述对比光束传输装置位于分光分析装置和锁相放大器之间。

2.如权利要求1所述实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置，其特征在于：所述太赫兹波谱产生装置包括并列设置的斩波器、滤光镜一、汇聚透镜一和太赫兹产生晶体，所述的斩波器与分束镜相邻，所述太赫兹产生晶体的上方设有抛物面镜一和抛物面镜二，所述的抛物面镜一和抛物面镜二之间为待测生物样品。

3.如权利要求1所述实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置，其特征在于：所述的探测光传输装置包括并列设置的延时器和汇聚透镜二，所述的延时器与分束镜相邻，所述的汇聚透镜二与太赫兹波谱探测光混合装置相邻。

4.如权利要求2所述实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置，其特征在于：所述的太赫兹波谱探测光混合装置包括抛物面镜三，所述的抛物面镜三位于抛物面镜二的下方，且抛物面镜二和抛物面镜三之间设有滤波器。

5.如权利要求4所述实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置，其特征在于：所述的分光分析装置包括并列设置的太赫兹感应晶体、1/4波片、汇聚透镜三和分光镜，所述的太赫兹感应晶体与抛物面镜三相邻。

6.如权利要求5所述实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置，其特征在于：所述的对比光束传输装置包括并列设置的滤光镜二和滤光镜三，所述滤光镜二和滤光镜三均位于分光镜的一侧，所述滤光镜二的一侧设有光电探头一，所述光电探头一通过光电探头数据线一与锁相放大器连接，所述滤光镜三的一侧设有光电探头二，所述光电探头二通过光电探头数据线二与锁相放大器连接。

7.如权利要求2所述实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置，其特征在于：所述的锁相放大器通过斩波器控制线与斩波器连接。

8.如权利要求3所述实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置，其特征在于：所述的延时器两个角度互为直角的全反镜组成。

9.一种实时监测生物分子成分和含量的太赫兹装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）激光器输出的激光经分束镜分成泵浦光和探测光；

（2）泵浦光经斩波器和滤光镜一后，再由汇聚透镜一汇聚到太赫兹产生晶体上，产生的太赫兹波谱经由抛物面镜一收集，然后与待测生物样品相互作用并透射，再经由抛物面镜二汇聚穿过滤波器，并由抛物面镜三收集信号，并反射汇聚到太赫兹感应晶体上；

（3）探测光经过延时器和汇聚透镜二后，穿过抛物面镜三，实现与太赫兹波谱同步并共同汇聚到太赫兹感应晶体上；

（4）载有生物样品信息的光信号经过太赫兹感应晶体和1/4波片的调制后，被分光镜分光并进行对比分析；

（5）从分光镜输出的两路对比光束分别经由滤光镜二和滤光镜三后，被光电探头一和光电探头二分别接受，并通过光电探头数据线一和光电探头数据线二传送到锁相放大器上；

（6）锁相放大器对载有生物样品信息的载波信号进行分析对比，通过提取光谱信息中的时间延迟、折射率、吸收系数和吸收峰等信息，利用这些参数信息解析出生物样品的成分和含量。