[发明专利]一种基于相干层析的太赫兹成像装置

权利要求书

1.一种基于相干层析的太赫兹成像装置，其特征在于，包括计算机、太赫兹源、光准直系统、迈克尔逊干涉系统和探测系统；其中：

所述太赫兹源为宽频太赫兹源，用于提供宽频带太赫兹波；

所述准直系统用于对太赫兹波进行准直，输入斩波器；

所述斩波器，设在准直系统和迈克尔逊干涉系统之间的光路上，用于将太赫兹波周期性地送入迈克尔逊干涉系统；

所述迈克尔逊干涉系统包括分束器、太赫兹反射镜组和样品镜组；其中：斩波器、分束器和样品镜组依序设置在同一光路，斩波器为太赫兹波入口端；所述太赫兹反射镜组设在分束器的反射光路上，作为参考臂；太赫兹反射镜组用于实现对分束器传来的波束同相反射，作为参考光；参考臂可垂直上下移动，从而改变参考光与样品光之间的光程；

所述样品镜组设在分束器相对于斩波器的另一侧，其包括反射镜和载物台，作为样品臂，用于提供样品光通道；所述载物台用于放置待测样品，载物台能在其自身所处二维平面上移动；

所述探测系统设在太赫兹反射镜组相对于分束器的另一侧，与反射镜组、分束器设置在同一光路；所述探测系统包括探测器和锁相放大器，探测器用于探测从迈克尔逊干涉系统输出的太赫兹信号；所述锁相放大器，其参考信号通道接与斩波器同频同相的信号，其测量信号通道连探测器输出端，用于放大探测器输出的微弱电信号；

工作时，太赫兹源产生的太赫兹波，经准直后进入迈克尔逊干涉系统，分为参考光和样品光两路；样品臂光束经过反射镜聚焦后入射到载物台上；通过载物台的移动，实现对样品的二维扫描；样品反射光和与之同频同相的参考光在分束器形成干涉，干涉光入射到探测系统，通过锁相放大器检出样品光；对通过太赫兹反射镜组上下移动，改变参考光与样品光的光程差，从而实现对样品的纵向深度扫描；

所述太赫兹反射镜组包括一个抛物反射镜和与其相对的平面反射镜，所述平面反射镜设在抛物反射镜，用于对抛物反射镜反射来的波束附加90度的相移，使反射光与样品镜组反射回分束器的波束同相；所述反射镜组由伺服电机驱动，可上下移动，从而改变参考光与样品光之间的光程，实现对被测样品的深度扫描；所述载物台设在二维电控平移台上，能实现被测样本在二维平面的扫描成像；

所述伺服电机和二维电控平移台的动作，由控制器控制；

计算机通过数据采集部件，用于采集锁相放大器输出信号；通过接口部件与所述控制器相连，用于实现对控制器的操作，从而改变伺服电机和二维电控平移台的动作，实现被测样品不同深度信号采集，在计算机上完成样品相干层析成像；

所述准直系统与迈克尔逊干涉系统的斩波器之间，设有孔径光阑，用于对遮挡波束周边不均匀成份，实现对波束的进一步均匀化整形；

所述探测系统的探测器之前，设有一个锗片，用滤除迈克尔逊干涉系统产生的高频杂波分量。

2.根据权利要求1所述太赫兹成像装置，其特征在于，所述准直系统为一对反射镜面相对设置的抛物面镜。

3.根据权利要求1所述太赫兹成像装置，其特征在于，所述太赫兹源为中压汞灯。

4.根据权利要求1所述太赫兹成像装置，其特征在于，所述载物台为反射镜。