[实用新型]一种小型化的太赫兹时域光谱仪装置

说明书

本实用新型涉及一种小型化的太赫兹时域光谱仪装置，包括飞秒光纤激光器、偏振分束镜、光学延迟线、太赫兹发射器、第一抛物面镜、第一透镜、第二抛物面镜、第二透镜、太赫兹探测器及数据采集系统；所述偏振分束镜设置在飞秒光纤激光器的发射端，所述飞秒光纤激光器发射的激光通过偏振分束镜形成探测光路及泵浦光路；所述第一透镜设置在第一抛物面镜与第二抛物面镜之间；所述第二透镜设置在探测光路和泵浦光路及太赫兹探测器之间，所述探测光路和泵浦光路的光线通过第二透镜进入太赫兹探测器。通过第一透镜聚焦在被测物质上，不存在光路和多个焦点在一个平面上需求，实际光路简单，固定方便，聚焦更准确。

技术领域

本实用新型涉及太赫兹时域光谱技术领域，特别涉及一种小型化的太赫兹时域光谱仪装置及分析方法。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03 到3mm范围，介于微波与红外之间太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03到3mm范围，介于微波与红外之间。利用太赫兹波能够探测多种光学材料(绝缘体、半导体、液体和超导体)的物理化学特性并可实现有效鉴别。而太赫兹时域光谱仪用聚焦太赫兹波束照射被测物质，快速测量物质的太赫兹吸收光谱，然后将其与光谱数据库中的光谱进行比对和模式识别，判断物质的种类。而现有的太赫兹时域光谱仪通常采用两个抛物面镜准直、聚焦到被测物质上，而在实际对两个抛物面镜对准光路是比较难于精准对焦；一方面是由于从低温LT-GaAs出来的光通过抛物面镜形成平行光，再经过第二抛物面镜在聚焦在被测物质上，而两个焦点和两个抛物面镜的光路要在同一个平面上，但实际固定很难精准；另一方面在两个抛物面镜做成闭合光路，常存在无法光合闭合，已发生光能量损耗。而且，现有的太赫兹时域光谱仪同样使用两个抛物面镜来准直、聚焦接收经过被测物质的光，最后与原探测光汇合到太赫兹探测器上，而这种汇合，很难实现两个不同路程的光聚合在太赫兹探测器上的同一部位，这会导致最后太赫兹探测器接收的光很难用于分析比对，甚至没有参考价值。

实用新型内容

为此，需要提供一种小型化的太赫兹时域光谱仪装置及分析方法，解决现有太赫兹时域光谱仪的两个抛物面镜准直、对焦于被测物质上对准光路难于精准对焦，且另外两个抛物面镜准直、对焦接收经过被测物质的光与探测光很难聚合到太赫兹探测器的同一个位置上的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种小型化的太赫兹时域光谱仪装置，包括飞秒光纤激光器、偏振分束镜、光学延迟线、太赫兹发射器、第一抛物面镜、第一透镜、第二抛物面镜、第二透镜、太赫兹探测器及数据采集系统；

所述偏振分束镜设置在飞秒光纤激光器的发射端，所述飞秒光纤激光器发射的激光通过偏振分束镜形成探测光路及泵浦光路；

所述光学延迟线设置在探测光路上；

所述太赫兹发射器、第一抛物面镜、第一透镜及第二抛物面镜设置在泵浦光路上，所述太赫兹发射器设置在偏振分束镜与第一抛物面镜之间，所述第一透镜设置在第一抛物面镜与第二抛物面镜之间；

所述第二透镜设置在探测光路和泵浦光路及太赫兹探测器之间，所述探测光路和泵浦光路的光线通过第二透镜进入太赫兹探测器；

所述太赫兹探测器设置在第二透镜及数据采集系统之间。

进一步优化，所述飞秒光纤激光器及偏振分束镜之间还设有偏振片及半拨片，所述偏振片及半波片依次设置在飞秒光线激光器及偏振分束镜之间。

进一步优化，所述太赫兹发射器为基于LT-GaAs材料的光导天线的太赫兹发射器。

进一步优化，所述太赫兹探测器为基于ZnTe晶体的太赫兹探测器。

进一步优化，所述数据采集系统与太赫兹探测器之间还包括第三透镜、四分之一波片及渥拉斯顿棱镜，所述第三透镜、四分之一波片及渥拉斯顿棱镜依次设置在太赫兹探测器及数据采集系统之间。