[实用新型]一种基于光尺传感的高信噪比太赫兹装置

说明书

本实用新型公开了一种基于光尺传感的高信噪比太赫兹装置，在所述装置中，光纤飞秒激光器通过THz发射器尾纤与THz发射器连接，通过光纤跳线与延时线入口光纤法兰耦合器相连接；延时线出口光纤法兰耦合器与THz接收器通过THz接收器尾纤相连接；高速数据采集卡通过数据导线分别与光尺控制器、控制电脑和THz接收器相连接；光尺控制器是用于对光尺进行传感控制和位置显示的控制机；高速数据采集卡采用高速多路同步采集数据卡，用于对THz接收器的输出信号进行采集，同时对光尺控制器的输出信号进行采集。该装置具有快速有效、灵活度高、技术实现难度低且工作性能优异等特点，能够大幅度提高THz光谱仪的性能指标。

技术领域

本实用新型涉及太赫兹仪器技术领域，尤其涉及一种基于光尺传感的高信噪比太赫兹装置。

背景技术

传统的太赫兹(THz)光谱仪由于受到限制因素制约，其最佳采样扫描速率很低，通常需要十几甚至几十分钟才能完成一个THz脉冲周期的采样，严重影响了测试的效率和时效性，限制了其在某些领域的应用前景。传统技术主要受到两方面的技术影响，造成了其效率偏低：第一个方面是机械结构的制约，THz时域光谱仪都是基于错步采样技术来进行THz脉冲的时域等效再现的，而完成错步采样就需要将泵浦和探测两束激光脉冲分隔开来，传统仪器中都是使用机械步进电机或直流平移台完成这个工作的，由于电机每走一步都要进行减速加速过程，造成了采样点之间等待间隔过长，进而拉长了总体的采样时间；第二方面是锁相放大器积分时间的制约，由于THz信号信噪比不高，传统技术使用调制解调结合锁相放大技术来提高信号的动态范围，虽然取得了不错的效果，但是由于采样点数过多，造成了累计积分时间过长，影响了锁相放大器的数据输出效率，也在一定程度上降低了系统的工作效率。

近些年来，现有技术方案中还采用了多相步进电机相位信号作为传感反馈采样信号，虽然提高了采样速度，但是由于步进电机本身的结构问题，时常会有超速、超扭矩及失步现象发生，这严重影响了对应时间轴的信号采样的准确性。虽然编码器能够收到信号做一定的调整，但是控制机制太过复杂，且误差并不能完全消除，随时间的累积也会慢慢变大，因此如何进行低成本且可操作性强的快速THz时域信号探测一直是一项关键技术，这个瓶颈严重阻碍了该仪器的市场推广进程。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于光尺传感的高信噪比太赫兹装置，该装置具有快速有效、灵活度高、技术实现难度低且工作性能优异等特点，能够大幅度提高THz光谱仪的性能指标。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于光尺传感的高信噪比太赫兹装置，所述装置包括光纤飞秒激光器、THz发射器尾纤、THz发射器、THz接收器、THz接收器尾纤、光纤跳线、延时线入口光纤法兰耦合器、延时线出口光纤法兰耦合器、振动子末端定位标尺、光尺、振动子始端定位标尺、光回返器、振动子、延时线屏蔽壳、光尺控制器、高速数据采集卡、控制电脑，其中：

所述光纤飞秒激光器通过所述THz发射器尾纤与所述THz发射器连接，通过所述光纤跳线与所述延时线入口光纤法兰耦合器相连接；

所述延时线出口光纤法兰耦合器与所述THz接收器通过所述THz接收器尾纤相连接；

所述高速数据采集卡通过数据导线分别与所述光尺控制器、控制电脑和THz接收器相连接；

所述光回返器通过螺栓紧固件固定在所述振动子的振动结构上；

所述振动子末端定位标尺和所述振动子始端定位标尺是与所述光尺配套的卡位装置，分别位于振动振幅的最大和初始位置，用于指示所述光尺进行限位移动；

所述光尺是基于光学干涉条纹原理的位置传感器；

所述光回返器由两面相互垂直的反射镜组成，用来将进入延时线的光以90度角反射回去，并通过所述延时线出口光纤法兰耦合器耦合到光纤中；