[发明专利]太赫兹光谱测试设备及系统

说明书

本申请涉及一种太赫兹光谱测试设备及系统，通过飞秒光纤激光器生成泵浦光与探测光，泵浦光激发太赫兹发射装置，辐射出太赫兹波，产生的太赫兹波发射至样品悬浮装置对悬浮设置的待测样品进行辐射，探测光直接发送至太赫兹探测装置。太赫兹探测装置接收经过样品悬浮装置后发射的太赫兹波，与探测光一起发送至信号处理电路进而得到相应的太赫兹时域光谱。通过上述太赫兹光谱测试设备及系统，待测样品不需要夹具等器具进行固定，避免在进行太赫兹光谱测试时，太赫兹波辐射到固待测定样品的器具，对测试结果产生影响，与传统的太赫兹光谱测试装置相比具有测试结果准确性高的优点。

技术领域

本申请涉及光谱测试技术领域，特别是涉及一种太赫兹光谱测试设备及系统。

背景技术

太赫兹时域光谱技术是利用飞秒脉冲产生并探测时间分辨的太赫兹电场，通过傅立叶变换获得被测物品的频域光谱信息，进而可以通过特征频率对物质结构、物性进行分析和鉴定的一种技术。由于太赫兹波的能量低、安全性能高和穿透性强等优点，太赫兹时域光谱分析技术被广泛应用在化学材料、生物医学、食品检测、石油勘探以及安全检查等领域。

在利用太赫兹波对样品进行测试时，传统的太赫兹光谱测试装置首先将待测样品通过夹具或其它器具进行固定，然后再进行太赫兹光谱的测试。测试结果往往会受到用于固定待测样品的器具的干扰，导致传统的太赫兹光谱测试装置测试结果准确性低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的太赫兹光谱测试装置测试结果准确性低的问题，提供一种太赫兹光谱测试设备及系统。

一种太赫兹光谱测试设备，所述设备包括：飞秒光纤激光器、太赫兹发射装置、样品悬浮装置和太赫兹探测装置，所述样品悬浮装置设置于所述太赫兹发射装置和所述太赫兹探测装置之间，所述太赫兹探测装置连接至外部信号处理电路，所述飞秒光纤激光器用于泵浦光和探测光，将所述泵浦光发射至所述太赫兹发射装置，将所述探测光发射至所述太赫兹探测装置；所述太赫兹发射装置用于根据所述泵浦光产生太赫兹波，并将所述太赫兹波发射至所述样品悬浮装置；所述样品悬浮装置用于将待测样品悬浮设置，使得所述太赫兹波辐射所述待测样品；所述太赫兹探测装置用于接收所述探测光和所述太赫兹波，并将所述太赫兹波和所述探测光发射至外部信号处理电路。

在一个实施例中，所述太赫兹发射装置包括光学延迟线、第一光纤耦合器和太赫兹发射天线，所述第一光纤耦合器与所述太赫兹发射天线通过光纤连接，所述光学延迟线用于接收所述泵浦光，并对所述泵浦光进行时间延迟后，经所述第一光纤耦合器发送至太赫兹发射天线；所述太赫兹发射天线用于产生太赫兹波，并将所述太赫兹波发射至所述样品悬浮装置。

在一个实施例中，所述光学延迟线包括音圈电机、第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与所述第二反射镜相对设置于所述音圈电机。

在一个实施例中，所述太赫兹发射装置还包括第三反射镜、第四反射镜和第一离轴抛物面镜，所述第三反射镜和所述第四反射镜设置于所述飞秒光纤激光器与所述光学延迟线之间的光路上，用于将所述泵浦光反射至所述光学延迟线；所述第一离轴抛物面镜设置于所述太赫兹发射天线与所述样品悬浮装置之间的光路上，用于将所述太赫兹波反射至所述待测样品。

在一个实施例中，所述样品悬浮装置为超声悬浮仪。

在一个实施例中，所述超声悬浮仪的腔壁上设置有气体接入口。

在一个实施例中，所述太赫兹探测装置包括第二光纤耦合器、第二离轴抛物面镜和太赫兹接收天线，所述第二光纤耦合器与所述太赫兹接收天线通过光纤连接，所述太赫兹接收天线用于连接外部信号处理电路，所述第二光纤耦合器用于接收所述探测光，并将所述探测光发送至所述太赫兹接收天线；所述第二离轴抛物面镜用于将所述太赫兹波反射至所述太赫兹接收天线；所述太赫兹接收天线用于接收所述太赫兹波和所述探测光并发送至外部信号处理电路。