[发明专利]一种太赫兹光谱仪

权利要求书

1.一种太赫兹光谱仪，其特征在于：包括用于与外部激光系统连接的色散补偿系统、光分束器、用于对激光进行延时扫描的光纤拉伸系统、用于产生和接收太赫兹波的检测系统和用于对测试数据进行分析的数据处理系统，所述色散补偿系统通过光纤与所述光分束器连接，所述光分束器通过光纤同时与所述光纤拉伸系统、所述检测系统连接，所述光纤拉伸系统通过光纤与所述检测系统连接，同时所述检测系统与所述数据处理系统连接；

所述色散补偿系统包括用于调整所述激光传输方向的光纤环形机构，用于对所述激光进行色散补偿、且色散补偿量相反的第一啁啾光纤光栅和第二啁啾光纤光栅，所述光纤环形机构设有用于与光纤连接的输入端，所述光纤用于传输所述激光，所述第一啁啾光纤光栅和所述第二啁啾光纤光栅均与所述光纤环形机构连接，且所述激光依次通过所述第一啁啾光纤光栅和所述第二啁啾光纤光栅后从所述光纤环形机构中出射，所述第一啁啾光纤光栅和所述第二啁啾光纤光栅的色散补偿量的绝对值不相等；

所述光纤环形机构包括第一光纤环形器，所述第一光纤环形器包括沿激光传输方向设置的第一输入端口、第一端口、第二端口和第三端口，所述第一输入端口与所述光纤连接，所述第一端口与所述第一啁啾光纤光栅连接，所述第二端口与所述第二啁啾光纤光栅连接。

2.如权利要求1所述的太赫兹光谱仪，其特征在于：所述检测系统包括用于产生太赫兹波的光电导发射天线、用于接收所述太赫兹波的光电导接收天线和用于对所述太赫兹波进行聚焦的光学组件，所述光电导发射天线与所述光分束器连接，所述光电导接收天线与所述光纤拉伸系统连接且所述光电导接收天线与所述数据处理系统连接。

3.如权利要求2所述的太赫兹光谱仪，其特征在于：所述光学组件包括用于将所述光电导发射天线产生的太赫兹波聚焦在待检测样品上的第一透镜组和用于将经过所述待检测样品后的太赫兹波聚焦在所述光电导接收天线的第二透镜组。

4.如权利要求2所述的太赫兹光谱仪，其特征在于：所述光纤拉伸系统包括用于对激光进行分束的第一耦合器、两个光纤拉伸器、用于对激光进行合束的第二耦合器、用于将光信号转换为电信号的光电探测器和用于将电信号转化为可视化图形的显示装置，所述光分束器与所述第一耦合器通过光纤连接，所述第一耦合器同时与两个所述光纤拉伸器通过光纤连接，两个所述光纤拉伸器均与所述第二耦合器通过光纤连接，所述第二耦合器与所述光电探测器通过光纤连接，所述光电探测器与所述显示装置连接。

5.如权利要求4所述的太赫兹光谱仪，其特征在于：所述光纤拉伸器包括伸缩杆、可驱动所述伸缩杆进行伸缩的电机和用于缠绕光纤的伸缩部，所述伸缩杆的一端与所述电机连接，所述伸缩杆的另一端与所述伸缩部连接并可带动所述伸缩部扩张或收缩，所述光纤缠绕在所述伸缩部的外表面。

6.如权利要求2所述的太赫兹光谱仪，其特征在于：所述光电导接收天线与所述数据处理系统之间还设有锁相放大模块。

7.如权利要求6所述的太赫兹光谱仪，其特征在于：所述锁相放大模块包括用于将输入信号放大的信号通道、用于提供与所述输入信号同相位的参考信号的参考通道、相敏检波器以及低通滤波器，所述信号通道和所述参考通道均与所述相敏检波器连接，所述相敏检波器与所述低通滤波器连接。

8.如权利要求7所述的太赫兹光谱仪，其特征在于：所述信号通道包括与所述光电导接收天线连接的锁相放大器，所述锁相放大器与所述相敏检波器连接；

所述参考通道包括依次连接的方波信号源和移相器，所述移相器与所述相敏检波器连接。

9.如权利要求6～8任一项所述的太赫兹光谱仪，其特征在于：所述数据处理系统包括数据处理模块和计算机，所述数据处理模块通过网线与所述计算机连接，所述数据处理模块与所述锁相放大模块连接。