[发明专利]用于太赫兹光束或毫米波的分析与调节系统以及太赫兹光束或毫米波的分析与调节方法

说明书

用于太赫兹光束或毫米波的分析与调节系统以及太赫兹光束或毫米波的分析与调节方法，本发明提供了用于太赫兹光束的分析与调节系统与方法，还提供了用于毫米波光束的分析与调节系统与方法，其不需要采用面阵探测器，在探测的同时实现了光路辅助调节，降低了系统的复杂程度，具有诸多有益效果。

技术领域

本发明涉及太赫兹光束以及毫米波的应用技术领域，尤其涉及用于太赫兹光束以及毫米波的分析与调节系统以及相应的分析与调节方法。

背景技术

太赫兹光束在生物医学，安全检测以及通信等领域逐渐被广泛应用，具有较高的研究价值，其通常是指频率在0.1THz-10THz(对应波长在3mm-30um)范围内的电磁辐射，具有辐射小、透射性好、方向性强、频谱宽、通信传输容量大的特点。由于太赫兹光束波段具有不可见性，尚缺乏针对该波段有效的探测手段，导致了在应用太赫兹光束的光学实验中，对光束进行探测和对光路调节方面的困难。

在对基于太赫兹波段的光学系统的光路探测和调节中，常采用直接法或间接法，其中，直接法主要基于太赫兹面阵探测器；而间接法则是利用显示卡，将太赫兹光束转换为其他波段的光或热，再对转换后的波段进行探测(如利用红外热像仪)。目前，市面已有较为成熟的面阵探测器产品并且具有较高的分辨率水平，但其通常仅针对特定的探测范围，而且这种探测器大多价格昂贵，部分产品在使用过程还需要冷却；而采用间接法则会增加系统的复杂程度。因此，对于基于快速光学系统产生的宽谱太赫兹光束比如THz-TDS(Terahertz Time Domain Spectroscopy)，现有的上述探测、条件方式系统均不再适合。对于毫米波的光学系统中也存在上述同样的技术问题。

发明内容

针对上述本领域中存在的技术问题，本发明提供了一种用于太赫兹光束的分析与调节系统，主要包括：

光源1、反射镜2、透镜3、单点光斑探测器4以及刀片6；

其中，所述光源1用于产生太赫兹波段光束；

所述透镜3的两侧分别设置所述反射镜2与所述单点光斑探测器4，透镜3的光轴与反射镜2以及单点光斑探测器4共轴；

所述刀片6设置在所述反射镜2与所述透镜3之间，所述刀片6的平面方向与所述透镜3的光轴相互垂直，并可沿平行于所述光轴的X轴方向、垂直于所述X 轴方向的Y轴方向以及与所述X轴与Y轴所在平面垂直的Z轴方向进行三维运动。

进一步地，所述系统中还包括用于夹持所述刀片6的三维扫描台5，通过其上设置的步进电机驱动所述刀片6分别沿所述X轴、Y轴和Z轴进行三维移动。

上述系统同样可适用于毫米波段，因此本发明还提供了一种用于毫米波的分析与调节系统，包括将光源1替换为用于产生毫米波的光源。

本发明还提供了一种光束的分析与调节方法，其基于上述用于太赫兹光束的分析与调节系统或上述用于毫米波的分析与调节系统，具体包括以下步骤；

步骤1.对光路进行粗调，使反光源与单点光斑探测器4分别尽量位于透镜3 的2倍焦距处；

步骤2.使刀片6沿X轴、Y轴、Z轴进行三维步进移动；

步骤3.基于刀口法，通过单点光斑探测器4对光斑进行检测；以Z轴方向为参考方向，确定对应于不同Z轴坐标时光斑的光束发散角和偏心率；

步骤4.根据所述步骤3中确定的所述光束发散角和偏心率对反射镜进行调整；

步骤5.重复执行所述步骤1-4直至探测结果满足要求。