[发明专利]配套检测样品在电子注激励下产生光谱特性的实验系统

说明书

本发明公开了一种配套检测样品在电子注激励下产生光谱特性的实验系统，属于太赫兹辐射光谱特性检测领域。该系统包括：真空腔室、抽真空系统、旋转控制杆以及电子枪；抽真空系统为自由电子注激励样品提供高真空的实验环境；旋转控制杆不仅可以固定电子枪还可以控制电子注激励样品的角度和位置；真空腔室上、下安装的一对观察窗可以方便实现太赫兹时域光谱分析仪对样品在电子注激励下产生的辐射场进行实时探测和分析，前、后安装的一对观察窗可以方便实验操作人员实时观察真空腔室内部的情况。本发明整套系统设计合理，配合太赫兹时域光谱分析仪使用，可以方便实现对样品在自由电子注激励下产生太赫兹辐射光谱特性的检测。

技术领域

本发明属于太赫兹辐射光谱特性检测技术领域，具体涉及一种配套利用太赫兹时域光谱分析仪检测在自由电子注激励下样品产生太赫兹辐射的光谱特性的实验系统。

技术背景

太赫兹波(THz)是指频率在0.1THz到10THz间的电磁波，太赫兹波介于微波和红外波之间。太赫兹波具有许多独特的性质，在安全检测、成像、生物医学、无线通信等领域均有重要的应用。由于太赫兹的频率很高，所以其空间分辨率也很高；又由于它的脉冲很短(皮秒量级)，所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时，由于太赫兹能量很小，不会对物质产生破坏作用，所以与X射线相比更具有优势。另外，由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段，因此太赫兹在粮食选种，优良育种等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。太赫兹的应用仍然在不断的研究当中，其广袤的科学前景为世界所公认。

太赫兹时域光谱分析仪是一种相干探测技术设备，能够同时获得太赫兹脉冲的振幅信息和相位信息，通过对时间波形进行傅里叶变换能直接得到样品的吸收系数和折射率等光学参数。石墨烯电子迁移率高，在太赫兹科学技术尤其是THz 辐射源的研究中具有重要应用。电子注激励石墨烯样品，石墨烯的电化学性能会发生变化，而其电化学性能的变化可以通过折射率和电导率的变化来表征。使用太赫兹时域光谱分析仪对石墨烯辐射谱进行分析，即可获得石墨烯电导率和折射率变化情况，这对于石墨烯太赫兹辐射源的研究具有重大意义。但是现有的太赫兹时域光谱分析仪平台不能为电子注激励石墨烯样品提供高真空的实验环境。所以发明设计合适的配套系统，使得该套系统和现有太赫兹时域光谱分析仪协调工作，方便检测样品的光谱特性，具有迫切的现实需要。

发明内容

本发明根据现有的太赫兹时域光谱分析仪设计了相应的配套实验系统，该系统和太赫兹时域光谱分析仪配合使用，能方便检测出在自由电子注激励下，样品所产生的透射谱或是反射谱等时域光谱特性。

本发明采用的技术方案是：

一种配套检测样品在电子注激励下产生光谱特性的实验系统，包括：真空腔室、抽真空系统、旋转控制杆以及电子枪；

所述抽真空系统用于提供真空腔室高真空环境；

所述真空腔室设有观察窗以及腔室门，其内部还设置有样品台；所述腔室门上设置有给电子枪供电的双芯电极；

所述旋转控制杆穿过腔室门分为内外两部分，电子枪通过旋转控制杆内半部分固定于样品台上方，旋转腔室外侧的旋转控制杆外半部分即可改变电子枪发射电子注的角度；

所述抽真空系统包括一个抽系统低真空的机械泵，一个抽系统高真空的分子泵，以及用于控制机械泵和分子泵正常工作的控制平台。

所述观察窗为分别设置于真空腔室上、下、前、后的四个观察窗，上、下观察窗外部抵近有太赫兹时域光谱分析仪探头，用于探测并分析信号。

所述腔室门上还设置有一个六芯电极，可以用于外加电源对样品施加调制电压，还可以结合法拉第杯测量电子注束流大小。