[实用新型]太赫兹时域透射和反射的原位转换检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太赫兹检测系统，尤其涉及一种太赫兹时域透射和反射的原位转换检测系统。

背景技术

利用太赫兹脉冲可以分析材料的性质，其中太赫兹时域光谱是一种非常有效的测试手段。太赫兹脉冲光谱仪利用锁模激光器产生的超快激光脉冲产生和探测太赫兹脉冲。太赫兹时域光谱系统是一种相干探测技术，能够同时获得太赫兹脉冲的振幅信息和相位信息，通过对时间波形进行傅立叶变换能直接得到样品的吸收系数和折射率等光学参数。太赫兹时域光谱有很高的探测信噪比和较宽的探测带宽，探测灵敏度很高，可以广泛应用于多种样品的探测。

太赫兹时域光谱系统分为透射式和反射式。传统的太赫兹时域光谱系统只能单纯地对样品进行透射式或反射式的检测。不同样品对于太赫兹波表现出不同的传输性能：对于太赫兹穿透能力较好的材料，如：聚乙烯、玻璃等，通常采用透射式系统进行测量；对于极性分子材料，如：水等对太赫兹波强吸收的物质，通常表现出对太赫兹较好的传播特性，通常采用反射式系统进行检测。而对于某些对太赫兹波响应情况未知的材料，通常希望对同一点采用透射、反射两种检测方法测量。要实现这种透射、反射式转换需要两台仪器，这在空间和经费方面都存在着较高的要求。同时，测量环境发生改变，对实验结果的可靠性影响也很大。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种太赫兹时域透射和反射的原位转换检测系统，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太赫兹时域透射和反射的原位转换检测系统，可以在同一装置中且不改变样品位置的情况下，实现透射、反射两种模式的原位测量及其相互转换，以有效控制实验变量，提高实验结果的可靠性，同时降低对实验空间和购置仪器成本的要求。

本实用新型的目的是这样实现的，一种太赫兹时域透射和反射的原位转换检测系统，所述检测系统包括第一光路传输装置和第二光路传输装置；所述第一光路传输装置由飞秒激光器、偏振分束镜、斩波器、时间延迟装置、第一聚焦透镜、太赫兹发射装置和第一离轴抛面镜顺序构成；所述第二光路传输装置包括设置在偏振分束镜一侧的第一全反射镜及其后顺序设置的偏振片、第二聚焦透镜和探测装置；所述斩波器连接有斩波器驱动装置；所述探测装置通过一锁相放大器与计算机连接；在第一离轴抛面镜与探测装置之间设有透射和反射转换光路传输装置；该透射和反射转换光路传输装置包括设置在第一离轴抛面镜出光光路中的半反半透镜、检测样品和第二全反射镜，第二全反射镜朝向探测装置一侧对应设有第三全反射镜，在第三全反射镜一侧且朝向半反半透镜方向设有第四全反射镜；所述半反半透镜、第二全反射镜、第三全反射镜和第四全反射镜构成一矩形光路的四角，且第二全反射镜、第三全反射镜和第四全反射镜的反射面均朝向所述矩形光路内侧方向；在所述检测样品两侧的光路中分别设有第三聚焦透镜和第四聚焦透镜；所述半反半透镜和第二全反射镜分别设置在一翻折连接架上；在所述第三全反射镜和第四全反射镜之间设有固定于转动连接架上、且反射面朝向探测装置的第五全反射镜。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述探测装置由第二离轴抛面镜、第六全反射镜、电光晶体、第五聚焦透镜、1/4波片、渥拉斯顿棱镜和光电二极管顺序构成；所述第二离轴抛面镜接收来自第五全反射镜的反射光；所述第六全反射镜接收来自第一全反射镜的反射光；所述光电二极管与锁相放大器电连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一～第六全反射镜分别与各自的入射光路和反射光路呈45度角设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述半反半透镜的一侧面为透射面，另一侧面为反射面；其中透射面与第一离轴抛面镜出光光路呈45度角设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述检测样品至第二全反射镜的距离与第四全反射镜至第五全反射镜的距离相等。

由上所述，本实用新型太赫兹时域透射和反射的原位转换检测系统，可以在同一装置中且不改变样品位置的情况下，实现透射、反射两种模式的原位测量及其相互转换，可以有效控制实验变量，提高实验结果的可靠性，同时降低了对实验空间和购置仪器成本的要求；对于一套太赫兹时域光谱系统，能够获得的光谱信息更多，相应对物质结构等性质作出更为准确的测量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型太赫兹时域透射和反射的原位转换检测系统的结构示意图。

图2：为本实用新型中探测装置内部结构示意图。

具体实施方式