[发明专利]太赫兹波探测装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及太赫兹波技术领域，特别是涉及一种太赫兹波探测装置。

【背景技术】

太赫兹波是指频率在0.1-10THz(波长为0.03-3mm)范围内的电磁波，该波段介于微波和红外光之间，处于电子学和光子学的交叉区域，是人类目前尚未完全开发的电磁波谱“空隙区”。

由于物质在太赫兹波的反射和透射光谱中包含丰富的物理和化学信息，并且太赫兹波辐射源与传统光源相比，具有相干性好、低能性、高传统性等独特、优异的特点，被广泛用于探测领域。太赫兹波聚焦后通过物质的反射或透射在聚焦到探测器上，传统做法是用4个由高阻硅或高密度聚乙烯等太赫兹低吸收材料制成的透镜对太赫兹波进行准直、聚焦、二次准直、二次聚焦或者是用4个离轴抛物面镜对太赫兹波进行准直、聚焦、二次准直、二次聚焦，无论上述哪种方法都存在一定的缺点。透镜方法，高阻硅和高密度聚乙烯虽然对太赫兹波吸收较低，但仍存在相当程度的吸收，并且在时域光谱中引入了透镜材料对光谱的影响；另外，虽然波是先准直再聚焦，透镜仍存在一定的球差，会增加聚焦光斑的尺寸，这是难以消除的。离轴抛物面镜方法，其原理是点源在抛物面焦点处发出的波经抛物面反射为平行波，所以它不存在球差，但是另一方面，离轴抛物面镜尺寸较大，需要多维空间调节，同时使用4个离轴抛物面镜不但将占据很大的空间，也大大增加了调节的难度。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种低吸收、小尺寸的太赫兹波探测装置。

一种太赫兹波探测装置，包括：

第一离轴椭圆面镜，用于将从第一离轴椭圆镜面所在椭圆的其中一个焦点入射的太赫兹波聚焦到椭圆镜面所在椭圆的另一个焦点；

第二离轴椭圆面镜，所在椭圆的其中一个焦点与第一离轴椭圆镜面所在椭圆的另一个焦点重合，用于将所述汇聚的太赫兹波反射后汇聚到第二离轴椭圆面镜所在椭圆的另一个焦点；

样品台，置于第一离轴椭圆面镜和第二离轴椭圆面镜所在椭圆的公共焦点上，用于放置待检测样品；

太赫兹波辐射源，置于所述第一离轴椭圆面镜所在椭圆入射太赫兹波的焦点上，用于发出太赫兹波；

探测单元，置于所述第二离轴椭圆面镜所在椭圆的另一个焦点上，根据第二离轴椭圆面镜聚焦的携带有待检测样品信息的太赫兹波得出所需待检测样品信息。

进一步地，所述太赫兹波辐射源包括太赫兹发射器和飞秒激光。

进一步地，所述第二离轴椭圆面镜上的中心在所述第一离轴椭圆面镜上的中心与公共焦点的延长线上。

进一步地，所述第一离轴椭圆面镜上的中心与其两个焦点的连线夹角为90度，所述第二离轴椭圆面镜上的中心与其两个焦点的连线夹角为90度。

进一步地，所述第二离轴椭圆面镜的中心在所述第一离轴椭圆面镜的中心与所述公共焦点的连线在样品台上的反射线上。

进一步地，所述第一离轴椭圆面镜上的中心与其两个焦点的连线夹角小于90度，所述第二离轴椭圆面镜上的中心与其两个焦点的连线夹角小于90度。

进一步地，所述第一离轴椭圆面镜和第二离轴椭圆面镜的对应椭圆的长轴、短轴相等。

进一步地，所述探测单元包括：

对所述待检测样品出射、携带有所述待检测样品信息的太赫兹波进行斩波调制处理的斩波器；

置于所述第二椭圆面镜所在椭圆的所述另一个焦点上，感应经所述斩波器斩波调制处理的太赫兹波的各探测点的能量变化，并根据所述探测点的能量变化产生相应的多个电信号的探测器；

将所述探测器产生的所述各探测点的电信号进行放大处理以及模/数转换处理，得到多个结果值的信号处理单元；

根据所述多个结果值，利用扫描成像软件对所述待检测样品进行成像并显示的显示端。

上述太赫兹波探测装置，利用从一个椭圆焦点发出的太赫兹波经椭圆面镜发射后汇聚在另一个椭圆焦点的原理，用两个椭圆面镜就完成了两次聚焦，使携带有待检测物品信息的太赫兹波汇聚到探测器上，简化了太赫兹波探测装置的结构，即减少了光学器件的使用，从而减少了太赫兹波在传输过程中的吸收和减小了太赫兹波探测装置的尺寸。

【附图说明】

图1为一实施例的太赫兹波探测装置的示意图；

图2为另一实施例的太赫兹波探测装置的示意图；

图3为另一实施例的太赫兹波探测装置的示意图。

【具体实施方式】