[发明专利]样品架、太赫兹时域光谱系统及其测量样品的方法

权利要求书

1.一种样品架，其特征在于，包括容器部分和支架部分，所述容器部分包括圆形背板以及围绕所述圆形背板设置的金属圈，且所述圆形背板与所述金属圈之间间隙配合，所述圆形背板的中心设置有贯穿孔；所述支架部分包括底座，设置在所述底座上的伸缩杆，与所述伸缩杆的顶端转动连接的夹持件，所述夹持件上设置有与所述金属圈轮廓适配的弧形缺口，所述金属圈安装在所述弧形缺口上。

2.根据权利要求1所述的样品架，其特征在于，所述圆形背板为蓝宝石晶片背板。

3.根据权利要求2所述的样品架，其特征在于，所述圆形背板的厚度为0.5mm。

4.一种太赫兹时域光谱系统，其特征在于，包括飞秒激光器、分束器、泵浦光路、探测光路、充气室、锁相放大器、数据处理装置以及计算机；

所述泵浦光路包括光学斩波器、半波片、光电导太赫兹波发射器、第一离轴抛物面镜、第二离轴抛物面镜、第一半透板反射镜、第三离轴抛物面镜、权利要求1-3任一项所述的样品架、第一反射镜、第四离轴抛物面镜、第二半透半反射镜和光电导太赫兹波探测器，所述泵浦光路的泵浦光束依次经过所述光学斩波器、所述半波片、所述光电导太赫兹波发射器、所述第一离轴抛物面镜、所述第二离轴抛物面镜、所述第一半透板反射镜和所述第三离轴抛物面镜照射到所述样品架上的样品上，所述样品反射的所述泵浦光束再依次经过所述第三离轴抛物面镜、所述第一半透板反射镜、所述第一反射镜、所述第四离轴抛物面镜、所述第二半透半反射镜照射到所述光电导太赫兹波探测器上；所述探测光路包括光学时延镜组和光程调节装置，所述探测光路从所述第二半透半反射镜汇入所述泵浦光路；

所述光电导太赫兹波发射器、所述第一离轴抛物面镜、所述第二离轴抛物面镜、所述第一半透板反射镜、所述第三离轴抛物面镜、所述样品架、所述第一反射镜、所述第四离轴抛物面镜、所述第二半透半反射镜和所述光电导太赫兹波探测器设置于所述充气室内，所述光电导太赫兹波探测器与所述锁相放大器相连，所述锁相放大器与所述数据处理装置相连，所述数据处理装置与所述计算机相连。

5.根据权利要求4所述的太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述光电导太赫兹波发射器为LiNbO₃晶体光电导太赫兹波发射器，所述光电导太赫兹波探测器为ZnTe晶体光电导太赫兹波探测器。

6.根据权利要求4所述的太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述充气室内的填充气体为氮气。

7.根据权利要求4所述的太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述分束器与所述光学时延镜组之间设置有用于改变光路走向使探测光束射向所述光学时延镜组的第二反射镜和第三反射镜，所述光学时延镜组与所述第二半透半发射镜之间设置有用于改变光路走向使探测光束射向所述第二半透半发射镜的第四反射镜。

8.根据权利要求4所述的太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述光学斩波器与所述半波片之间用于改变光路走向使泵浦光束射向所述半波片的第五反射镜、第六反射镜和第七反射镜。

9.一种太赫兹时域光谱系统测量样品的方法，其特征在于，包括：

搭建权利要求4所述太赫兹时域光谱系统；

在圆形背板的贯穿孔上放置银镜，移动所述圆形背板在金属圈中的位置使所述银镜的表面对准泵浦光的焦点，并且向充气室充入固定百分比体积的氮气的条件下，利用所述太赫兹时域光谱系统对所述银镜进行测量获得参考时域光谱；

再在所述圆形背板的贯穿孔上放置样品，移动所述圆形背板在金属圈中的位置使所述样品的表面对准泵浦光的焦点，并且向充气室充入固定百分比体积的氮气的条件下，利用所述太赫兹时域光谱系统对所述样品进行测量获得样品时域光谱；所述样品包括硅晶片和锑化镓晶片；

对所述参考时域光谱和所述样品时域光谱进行傅里叶转换，获得参考频域光谱和样品频域光谱；

通过所述样品频域光谱的电场强度值和所述样品频域光谱的电场强度值的比值与折射率之间的关系公式，计算得到所述样品的折射率。

10.根据权利要求9所述的太赫兹时域光谱系统测量单晶金刚石光电参数的方法，其特征在于，所述固定百分比体积为所述充气室总体积的4％。