[发明专利]太赫兹近场探头及利用太赫兹波提取被测对象信息的方法

说明书

本发明涉及一种太赫兹近场探头及利用太赫兹波提取被测对象信息的方法，该太赫兹近场探头为Y字形结构的索末菲波波导，该Y字形结构的三端分别为太赫兹耦合端、太赫兹探测端和探头，该探头为亚波长针尖结构，分别连接所述太赫兹耦合端和太赫兹探测端，太赫兹探测波在针尖结构的尖端近场处聚焦突破衍射极限，将太赫兹探测波发射给被测对象，尖端还用于接收从被测对象反射回来的回波信号，太赫兹探测端接收并传导该回波信号；利用索末菲波波导的表面等离子体模式，通过Y字形结构的两个分支实现太赫兹探测波的耦合和探测，在针尖结构的尖端处太赫兹探测波聚焦突破衍射极限发射至被测对象，以实现被测对象的检测；该太赫兹近场探头结构简单、损耗低、色散低。

技术领域

本发明涉及太赫兹探测领域，特别是涉及一种太赫兹近场探头及利用太赫兹波提取被测对象信息的方法。

背景技术

生化大分子及活细胞中，有大量丰富的太赫兹指纹谱，提取这些指纹谱可以获取生化大分子及活细胞重要的特征信息，使得鉴定并利用这些谱成为太赫兹技术未来的重要方向之一。

由于太赫兹波相对光学频段的大波长(几十微米-几毫米)，在衍射极限的限制下，无法实现空间上的高分辨率成像，太赫兹近场成像探头是解决这一问题的关键。目前的太赫兹波波导结构复杂，导致依赖波导传输的近场探头都具有高损耗、大色散的缺点，无法享受太赫兹谱大带宽带来的优势，从而不能得到生化大分子及活细胞的高分辨率图像。

发明内容

基于此，有必要提供一种太赫兹近场探头及利用太赫兹波提取被测对象信息的方法，结构简单、损耗低、色散低。

一方面，本发明提出一种太赫兹近场探头，所述太赫兹近场探头为Y字形结构的索末菲波波导，所述Y字形结构的三端所述Y字形结构的三端分别为太赫兹耦合端、太赫兹探测端和探头；

太赫兹耦合端，为所述Y字形结构的一个分支，用于耦合并传输太赫兹探测波至所述探头；

探头，为亚波长针尖结构，所述针尖结构分别连接所述太赫兹耦合端和太赫兹探测端，所述太赫兹探测波在所述针尖结构的尖端近场处聚焦突破衍射极限，将所述太赫兹探测波发射给被测对象，所述尖端还用于接收从被测对象反射回来的回波信号；

太赫兹探测端，为所述Y字形结构的另一个分支，接收并传导所述回波信号以发送给检测装置接收。

上述太赫兹近场探头，其为Y字形结构的索末菲波波导，该Y字形结构的三端分别为太赫兹耦合端、太赫兹探测端和探头，该探头为亚波长针尖结构，分别连接所述太赫兹耦合端和太赫兹探测端，太赫兹探测波在所述针尖结构的尖端近场处聚焦突破衍射极限，将所述太赫兹探测波发射给被测对象，所述尖端还用于接收从被测对象反射回来的回波信号，太赫兹探测端接收并传导所述回波信号以发送给检测装置接收；利用索末菲波波导的表面等离子体模式，使得太赫兹波在该索末菲波波导的表面传播，通过Y字形结构的两个分支实现太赫兹探测波的耦合和探测，在针尖结构的尖端处太赫兹探测波聚焦突破衍射极限发射至被测对象，同时接收从被测对象返回的回波信号，以实现被测对象的检测；该太赫兹近场探头结构简单、损耗低、色散低。

在其中一个实施例中，所述索末菲波波导为裸金属线的太赫兹波波导。

在其中一个实施例中，所述针尖结构的尖端尺寸为微纳米量级。

在其中一个实施例中，所述太赫兹探测波为沿所述太赫兹耦合端传输的径向偏振的太赫兹行波。

在其中一个实施例中，所述索末菲波波导的带宽为0.1THz～5THz。

在其中一个实施例中，所述针尖结构为圆锥体形，所述圆锥体形的底面分别连接所述太赫兹耦合端和太赫兹探测端，将所述太赫兹耦合端和太赫兹探测端汇集，所述圆锥体形的顶点为所述针尖结构的尖端。

在其中一个实施例中，所述裸金属线的材质为金或银或铜或不锈钢。