[实用新型]一种基于异常折射现象的太赫兹光谱仪

说明书

本实用新型公开了一种基于异常折射现象的太赫兹光谱仪，所述光谱仪由至少三个平行排列、间隔不等、长度一致的金属平板，金属平板间的填充材料以及金属平板的支架组成，其中每个金属平板的厚度、长度以及金属平板的周期这三个结构参数引起的相位梯度由异常折射公式所决定。光源输出在太赫兹波段的不同波长的电磁波，在经过准直镜准直、偏振片偏振转换后入射到所述光谱仪上，由于入射光的波长不等，所以出射时的折射角度就会不同，也就导致了出射位置的不同，根据不同位置的光电探测器组探测到的光强度信号，可以计算得到入射光的光谱曲线。本实用新型提出的基于异常折射的太赫兹光谱仪相较于传统光谱仪具有结构简单，易于制作等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种基于异常折射现象的太赫兹光谱仪，涉及波导导波领域。

背景技术

近年来，光谱仪在食品安全、环境污染检测等领域起到不可替代的作用，主要用于所研究的物质发射、吸收、散射或是受激发的光的光谱组成，分析对象包括光的波长、强度、轮廓和半波峰宽。光谱仪器种类很多，分类方法也很多。为了解决日常生活种人们的检测需要，光谱仪需要解决一些世纪星问题，从实验室走向大众生活。在2017年12月29日，三英精控（天津）仪器设备有限公司张南生申请的申请号201711476914.5的发明专利提出了一种基于干涉滤光片的微型光谱仪，其单个通道由散射器、干扰滤光片、微透镜和CMOS图像传感器组成。他们将光线通过系统的被测物的近红外光谱透过率、干涉滤光片对光线的衰减、CMOS图像传感器的光敏度曲线视为系统对光谱进行变换，并且将被测物的近红外光谱用矩阵T表示，干涉滤光片对光线的衰减用矩阵V表示，将CMOS图像传感对光线的光敏度用矩阵G表示，初始光强用I₀表示，从而初始光强为I₀的光谱经过微型光谱仪系统后CMOS图像传感器上接收到的光强可以用公式I＝I0×T×V×G表示，建立了探测器检测到的谱图与被测光谱分布间的理论模型，但此方法比较复杂且需要较为精密的仪器。2017年中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吕金光、梁中翥等人研制出了一种基于阶梯相位反射镜的偏振干涉成像光谱仪，其涉及一种红外偏振成像光谱仪器。该光谱仪通过四通道偏振器、四通道成像镜与双周期阶梯相位反射镜之间的光场耦合实现对像场偏振与干涉的调制，从而获取目标场景的四通道偏振干涉图像，并且通过一次扫描即可获取目标场景的偏振、图像和光谱信息，但是此实用新型需要超精密机械加工方法，价格昂贵。因此，简化光谱仪制作工艺、降低仪器成本等，成为相关技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述所提出的问题，本实用新型提出了一种结构简单、易于制作、检测精密的工作在太赫兹波段的一种基于异常折射现象的太赫兹光谱仪。

技术方案：

本实用新型提出一种基于异常折射现象的太赫兹光谱仪，其特征在于由至少三个平行排列、间隔不等、长度一致的金属平板，金属平板间的填充材料以及金属平板的支架组成，其中每个金属平板的厚度、长度以及平板之间的间隔由异常折射公式所决定。通过设计其结构参数，使其满足异常折射的条件，当光源输出在太赫兹波段的不同波长的电磁波，经过偏振片偏振转换后入射到所述光谱仪上，由于入射光的波长不等，所以出射时的折射角度就会不同，也就导致了出射位置的不同，根据不同位置的光电探测器组探测到的光强度信号，可以计算得到入射光的光谱曲线。