[发明专利]一种太赫兹近场成像系统及方法

权利要求书

1.一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，包括：

激光器，用于产生飞秒激光，所述飞秒激光经过分束镜分为入射光和检测光，所述入射光传输至入射单元，所述检测光传输至延时单元经延时后传输至光导开关并触发光导开关导通；

入射单元，用于在入射光的激励下产生入射信号，所述入射信号用于激励金属探针产生局域场，所述局域场用于激励金属探针探测方向上的样品产生近场信号；

金属探针，用于将近场信号耦合成金属探针表面的电流信号，所述电流信号经金属探针、传输线、光导开关传输至后端处理单元；

后端处理单元，用于接收和处理电流信号，得到样品表面的近场信息。

2.根据权利要求1所述的一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，所述入射单元包括入射光电导天线、抛物面镜和至少一个反射镜，所述入射光电导天线用于接收经反射镜调整光路的入射光，并产生入射到抛物面镜的入射信号，所述抛物面镜用于将入射信号聚焦于金属探针上，入射信号在金属探针的尖端产生局域场。

3.根据权利要求1所述的一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，所述入射单元包括入射光电导天线，所述入射光电导天线通过传输线与金属探针连接，入射光电导天线用于在入射光的激励下产生入射信号，所述入射信号以电流的形式经传输线传导到金属探针，在金属探针的尖端产生局域场。

4.根据权利要求3所述的一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，所述系统还包括印制电路板，所述印制电路板设置有相互连接的入射光电导天线和微带线，所述印制电路板上还设置有陶瓷托板，所述陶瓷托板用于固定金属悬臂以及与金属悬臂连接的金属探针，所述金属悬臂通过跳线连接至微带线。

5.根据权利要求2~4中任一项所述的一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，所述金属探针的长度与入射信号的波长为同一量级。

6.根据权利要求5所述的一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，所述后端处理单元包括电流放大器和计算机，所述电流放大器用于放大电流信号并将放大后的电流信号传输至计算机，所述计算机用于处理放大后的电流信号得到样品表面的近场信息。

7.根据权利要求5所述的一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，所述光导开关为探测光电导天线。

8.根据权利要求5所述的一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，所述延时单元包括若干反射镜构成的时延光路，以将检测光的传输时间调整为与电流信号传输至光导开关的时间匹配。

9.一种太赫兹近场成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

飞秒激光经分光镜分为入射光和检测光；

入射光转化为入射信号，入射信号激励金属探针产生局域场，局域场激励金属探针探测方向上的样品产生近场信号，近场信号在金属探针上耦合为金属探针表面的电流信号后经金属探针、传输线传输至光导开关；

检测光经过延时后触发光导开关导通，光导开关导通后采集相应的电流信号；

处理采集到的电流信号得到样品表面的近场信息。

10.根据权利要求9所述的一种太赫兹近场成像方法，其特征在于，所述入射信号以电流的形式经传输线传导到金属探针，所述金属探针在入射信号的激励下产生局域场。