本發(fā)明涉屬于精密儀器技術領域,是一種太赫茲波經過橢圓平面鏡組移動切換形成反射和透射兩種組合測量方式的裝置。

背景技術：

受衍射極限的限制，傳統(tǒng)太赫茲成像的分辨率僅在亞毫米量級，難以滿足半導體材料、生物細胞檢測等領域對太赫茲成像分辨率的更高要求。為了突破衍射極限，獲得更高的分辨率，必須采用太赫茲近場顯微成像技術。

最早報道的太赫茲近場顯微成像方案基于物理孔徑方法，由貝爾實驗室于1998年提出，發(fā)展至今，最佳分辨率達到3μm。針對截止效應及孔徑透過率低等缺陷，美國倫斯勒理工學院于2000年首創(chuàng)動態(tài)孔徑法，獲得3μm分辨率。2003年，該學院將金屬納米針尖作為散射探針，實現了納米級成像分辨率。荷蘭代爾夫特理工大學利用電光取樣法進行近場顯微成像，在0.1–2.5thz范圍內實現10μm的分辨率。德國protemics公司使用微型光電導探針直接探測，獲得了3μm分辨率。2010年，美國萊斯大學利用平板波導結構進行太赫茲近場顯微成像，并得到的分辨率。但是限于制作工藝的問題，這兩種近場顯微成像方案至今沒有突破到納米級。2008年，韓國浦項工科大學在太赫茲時域光譜系統(tǒng)基礎上，利用原子力顯微鏡探針實現對生物細胞的納米級成像。同年，德國生物化學馬克斯普朗克研究所和納米科學中心r.hillenbran和h.-g.vonribbeck等人分別利用邁克爾干涉儀系統(tǒng)和太赫茲時域光譜系統(tǒng)與原子力顯微鏡探針結合，在太赫茲波段實現了納米級成像。

一些太赫茲近場顯微成像檢測儀中分開使用不同的測量機構實現不同的測量方式，其缺點是成本高、使用不方便、測量效率低。也有一些太赫茲近場顯微成像檢測儀使用三維調整架和試驗平臺的方式實現三種測量，這種方式的優(yōu)點是便于在實驗室條件下組裝，測量精度很高。這種機構目前來說大多是實驗室環(huán)境下所采用，且因調整環(huán)節(jié)較多，在實際測量時，這種機構測量效率較低。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的之一在于，克服上述現有技術的缺點，提供一種能通過組合來較快實現入射平面鏡組移動切換形成反射和透射兩種組合測量方式的檢測儀，采用直線導軌和滑塊導向方式確保測量的精確性，從而確保在同一平臺上兩種測量方式的快速性和準確性。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種太赫茲顯微成像檢測儀，包括平板以及長方體拋物面鏡，所述的平板上依次設置有位于入射光路上的入射拋物面鏡組、反射平面鏡組和透射拋物面鏡組以及位于反射光路上的聚波平面鏡組、出射平面鏡組和出射拋物面鏡，所述的入射拋物面鏡組上設置有拋物面鏡，所述的反射平面鏡組上設置有反射平面鏡，所述的透射拋物面鏡組上設置有透射拋物面鏡，所述的長方體拋物面鏡前方設置有金屬納米探針，所述的聚波平面鏡組上設置有所述的聚波平面鏡，所述的出射平面鏡組上設置有所述的出射平面鏡，所述的平板上安裝有位于透射拋物面鏡組前方的直線導軌，所述的直線導軌上安裝有入射平面鏡組，所述的入射平面鏡組上設置有入射平面鏡。

所述的一種太赫茲顯微成像檢測儀，其平板包括下層平板以及通過左支撐架和右支撐架固定在下層平板上的上層平板，所述的長方體拋物面鏡、反射平面鏡組、聚波平面鏡組和出射平面鏡組安裝在上層平板上，所述的出射拋物面鏡、透射拋物面鏡組、金屬納米探針、入射拋物面鏡組和直線導軌安裝在下層平板上。

所述的一種太赫茲近場顯微成像檢測儀，其反射平面鏡組包括反射平面鏡固定板以及通過t型彈簧片安裝在反射平面鏡固定板上的反射平面鏡支撐板，所述的反射平面鏡支撐板上安裝有若干緊定螺釘，所述的緊定螺釘與反射平面鏡固定板之間固定有鋼球。

所述的一種太赫茲近場顯微成像檢測儀，其聚波平面鏡組包括聚波平面鏡支撐板以及通過t型彈簧片安裝在聚波平面鏡支撐板上的聚波平面鏡固定板，所述的聚波平面鏡支撐板上安裝有若干緊定螺釘，所述的緊定螺釘與聚波平面鏡固定板之間固定有鋼球。

所述的一種太赫茲近場顯微成像檢測儀，其出射平面鏡組包括出射平面鏡支撐板以及通過t型彈簧片安裝在出射平面鏡支撐板上的出射平面鏡固定板，所述的出射平面鏡支撐板上安裝有若干緊定螺釘，所述的緊定螺釘與出射平面鏡固定板之間固定有鋼球。

所述的一種太赫茲近場顯微成像檢測儀，其透射拋物面鏡組包括透射拋物面鏡支撐板以及通過t型彈簧片安裝在透射拋物面鏡支撐板上的透射拋物面鏡固定板，所述的透射拋物面鏡支撐板上安裝有若干緊定螺釘，所述的緊定螺釘與透射拋物面鏡固定板之間固定有鋼球。

所述的一種太赫茲近場顯微成像檢測儀，其入射平面鏡組包括入射平面鏡支撐板以及通過t型彈簧片安裝在入射平面鏡支撐板上的入射平面鏡固定板，所述的入射平面鏡支撐板上安裝有若干緊定螺釘，所述的緊定螺釘與入射平面鏡固定板之間固定有鋼球。

所述的一種太赫茲近場顯微成像檢測儀，其直線導軌包括固定板、通過螺釘固定在固定板左右兩側的導向塊以及設置在導向塊之間的滑塊。

所述的一種太赫茲近場顯微成像檢測儀，其入射拋物面鏡組包括入射拋物面鏡固定板以及安裝在入射拋物面鏡固定板正反兩面的拋物面鏡和入射拋物面鏡支撐板，所述的入射拋物面鏡支撐板和入射拋物面鏡固定板之間連接有t型彈簧片，所述的入射拋物面鏡支撐板上安裝有若干緊定螺釘，所述的緊定螺釘與入射拋物面鏡固定板之間固定有鋼球。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可實現太赫茲反射式近場顯微成像和太赫茲透射式近場顯微成像的兩種測量方式的組合，采用雙層平板保證了整體機構的剛性和測量光路的穩(wěn)定性；采用雙導軌移動橢圓形平面鏡，實現兩種測量方式迅速切換，太赫茲波均可匯聚到針尖和樣品之間，從而實現兩種測量方式的組合，以此保證了太赫茲反射式近場顯微成像、太赫茲透射式近場顯微成像的測量精度，解決了不同樣品情況下不同測量方式的組合問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的反射式測量示意圖；

圖2是本發(fā)明的透射式測量示意圖；

圖3是本發(fā)明反射平面鏡組的三維示意圖；

圖4是本發(fā)明聚波平面鏡組的三維示意圖；

圖5是本發(fā)明出射平面鏡組的三維示意圖；

圖6是本發(fā)明透射拋物面鏡組的三維示意圖；

圖7是本發(fā)明入射平面鏡組的三維示意圖；

圖8是本發(fā)明直線導軌的三維示意圖；

圖9是本發(fā)明入射拋物面鏡組的三維示意圖。

各附圖標記為：1—上層平板，2—長方體拋物面鏡，3—反射平面鏡組，3.1—反射平面鏡支撐板，3.2—緊定螺釘，3.3—螺釘，3.4—鋼球，3.5—反射平面鏡固定板，3.6—反射平面鏡，3.7—螺釘，3.8—t型彈簧片，4—聚波平面鏡組，4.1—緊定螺釘，4.2—聚波平面鏡支撐板，4.3—螺釘，4.4—t型彈簧片，4.5—螺釘，4.6—聚波平面鏡固定板，4.7—鋼球，4.8—聚波平面鏡，5—出射平面鏡組，5.1—螺釘，5.2—螺釘，5.3—t型彈簧片，5.4—緊定螺釘，5.5—出射平面鏡支撐板，5.6—出射平面鏡，5.7—鋼球，5.8—出射平面鏡固定板，6—螺釘，7—右支撐架，8—出射拋物面鏡，9—下層平板，10—透射拋物面鏡組，10.1—透射拋物面鏡，10.2—沉頭螺釘，10.3—透射拋物面鏡固定板，10.4—鋼球，10.5—螺釘，10.6—t型彈簧片，10.7—螺釘，10.8—透射拋物面鏡支撐板，10.9—緊定螺釘，11—金屬納米探針，12—樣品，13—入射平面鏡組，13.1—鋼球，13.2—入射平面鏡，13.3—入射平面鏡固定板，13.4—螺釘，13.5—入射平面鏡支撐板，13.6—緊定螺釘，13.7—螺釘，13.8—t型彈簧片，14—直線導軌，14.1—滑塊，14.2—導向塊，14.3—螺釘，14.4—固定板，15—螺釘，16—螺釘，17—左支撐架，18—入射拋物面鏡組，18.1—緊定螺釘，18.2—入射拋物面鏡支撐板，18.3—螺釘，18.4—沉頭螺釘，18.5—鋼球，18.6—拋物面鏡，18.7—入射拋物面鏡固定板，18.8—螺釘，18.9—t型彈簧片。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

參照圖1、圖2所示，本發(fā)明公開了一種反射式和透射式組合的太赫茲近場顯微成像檢測儀，解決了以往無焦光學系統(tǒng)參與整個光學系統(tǒng)成像，卻無法測試的難題，它包括一種太赫茲顯微成像檢測儀，包括平板以及長方體拋物面鏡2，所述的平板上依次設置有位于入射光路上的入射拋物面鏡組18、反射平面鏡組3和透射拋物面鏡組10以及位于反射光路上的聚波平面鏡組4、出射平面鏡組5和出射拋物面鏡8，所述的入射拋物面鏡組18上設置有拋物面鏡18.6，所述的反射平面鏡組3上設置有反射平面鏡3.6，所述的透射拋物面鏡組10上設置有透射拋物面鏡10.1，所述的長方體拋物面鏡2前方設置有金屬納米探針11和樣品12，所述的聚波平面鏡組4上設置有所述的聚波平面鏡4.8，所述的出射平面鏡組5上設置有所述的出射平面鏡5.6，所述的平板上通過螺釘15和螺釘16安裝有位于透射拋物面鏡組10前方的直線導軌14，所述的直線導軌14上安裝有入射平面鏡組13，所述的入射平面鏡組13上設置有入射平面鏡13.2。

其中平板包括下層平板9以及通過左支撐架17和右支撐架7固定在下層平板9上的上層平板1，所述的左支撐架17、右支撐架7與下層平板9、上層平板1通過螺釘6緊固連接，所述的長方體拋物面鏡2、反射平面鏡組3、聚波平面鏡組4和出射平面鏡組5安裝在上層平板1上，所述的出射拋物面鏡8、透射拋物面鏡組10、金屬納米探針11、入射拋物面鏡組18和直線導軌14安裝在下層平板9上。

使用時通過直線導軌14將入射平面鏡組13移動到近端切入太赫茲波光路，太赫茲波依次經過入射拋物面鏡組18、入射平面鏡組13、反射平面鏡組3和長方體拋物面鏡2，聚焦到金屬納米探針11和樣品12之間，隨后經過長方體拋物面鏡2、聚波平面鏡組4、出射平面鏡組5和出射拋物面鏡8反射出來，即可完成太赫茲反射式近場顯微成像測量。

通過將入射平面鏡組13移動到遠端切出太赫茲波光路，太赫茲波依次經過入射拋物面鏡組18和透射拋物面鏡組10，聚焦到金屬納米探針11和樣品12之間，隨后經過長方體拋物面鏡2、聚波平面鏡組4、出射平面鏡組5和出射拋物面鏡8反射出來，太赫茲透射式近場顯微成像測量。

反射平面鏡組3固定在上層平板上1，當入射平面鏡組13移動到近端切入太赫茲波光路時，太赫茲波被入射拋物面鏡組18反射到入射平面鏡組13，然后入射平面鏡組13將太赫茲波向上反射到反射平面鏡組3，進一步反射平面鏡組3將太赫茲波反射到長方體拋物面鏡2的拋物面上，太赫茲波被長方體拋物面鏡2的拋物面反射聚焦到金屬納米探針11和樣品12之間，此時形成了反射式光路；當入射平面鏡組13移動到遠端切出太赫茲波光路時，太赫茲波被入射拋物面鏡組18反射到透射拋物面鏡組10，太赫茲波無需經過反射平面鏡組3，而是直接由透射拋物面鏡組10反射穿透樣品12聚焦到金屬納米探針11和樣品12之間，此時形成了透射式光路。

本發(fā)明所述的入射平面鏡組13固定在直線導軌14的滑塊14.1上，通過滑塊14.1移動入射平面鏡組13切入或切出太赫茲波光路，本實例中對滑塊采用了直線導軌移動結合擋板固定方式，即保證切入和移出太赫茲波光路時光路的可靠性和準確性。

如圖3所示，所述的反射平面鏡組3包括反射平面鏡固定板3.5以及通過t型彈簧片3.8安裝在反射平面鏡固定板3.5上的反射平面鏡支撐板3.1，所述的反射平面鏡3.6通過粘膠與反射平面鏡固定板3.5固定，t型彈簧片3.8一方面通過兩個螺釘3.3與反射平面鏡固定板3.5連接，另一方面通過兩個螺釘3.7與反射平面鏡支撐板3.1連接，使反射平面鏡固定板3.5與反射平面鏡支撐板3.1之間形成彈性連接，所述的反射平面鏡支撐板3.1上安裝有若干緊定螺釘3.2，所述的緊定螺釘3.2與反射平面鏡固定板3.5之間固定有鋼球3.4，三個緊定螺釘3.2通過螺紋安裝在反射平面鏡支撐板3.1的三個角，三個鋼球3.4通過粘膠固定在反射平面鏡固定板3.5上，三個緊定螺釘3.2與對應的三個鋼球3.4相抵靠，用扳手擰動三個緊定螺釘3.2到不同的深度并頂起鋼球3.4，實現反射平面鏡3.6的俯仰角度調節(jié)。

如圖4所示，所述的聚波平面鏡組4包括聚波平面鏡支撐板4.2以及通過t型彈簧片4.4安裝在聚波平面鏡支撐板4.2上的聚波平面鏡固定板4.6，所述的聚波平面鏡4.8通過粘膠與聚波平面鏡固定板4.6固定，t型彈簧片4.4一方面通過兩個螺釘4.5與聚波平面鏡固定板4.6連接，另一方面通過兩個螺釘4.3與聚波平面鏡支撐板4.2連接，使聚波平面鏡固定板4.6與聚波平面鏡支撐板4.2之間形成彈性連接，所述的聚波平面鏡支撐板4.2上安裝有若干緊定螺釘4.1，所述的緊定螺釘4.1與聚波平面鏡固定板4.6之間固定有鋼球4.7，三個緊定螺釘4.1通過螺紋安裝在聚波平面鏡支撐板4.2的三個角，三個鋼球4.7通過粘膠固定在聚波平面鏡固定板4.6上，三個緊定螺釘4.1與對應的三個鋼球4.7相抵靠，用扳手擰動三個緊定螺釘4.1到不同的深度并頂起鋼球4.7，實現聚波平面鏡4.8的俯仰角度調節(jié)。

如圖5所示，所述的出射平面鏡組5包括出射平面鏡支撐板5.5以及通過t型彈簧片5.3安裝在出射平面鏡支撐板5.5上的出射平面鏡固定板5.8，所述的出射平面鏡5.6通過粘膠與出射平面鏡固定板5.8固定，t型彈簧片5.3一方面通過兩個螺釘5.1與出射平面鏡固定板5.8連接，另一方面通過兩個螺釘5.2與出射平面鏡支撐板5.5連接，使出射平面鏡固定板5.8與出射平面鏡支撐板5.5之間形成彈性連接，所述的出射平面鏡支撐板5.5上安裝有若干緊定螺釘5.4，所述的緊定螺釘5.4與出射平面鏡固定板5.8之間固定有鋼球5.7，三個緊定螺釘5.4通過螺紋安裝在出射平面鏡支撐板5.5的三個角，三個鋼球5.7通過粘膠固定在出射平面鏡固定板5.8上，三個緊定螺釘5.4與對應的三個鋼球5.7相抵靠，用扳手擰動三個緊定螺釘5.4到不同的深度并頂起鋼球5.7，實現出射平面鏡5.6的俯仰角度調節(jié)。

如圖6所示，所述的透射拋物面鏡組10包括透射拋物面鏡支撐板10.8以及通過t型彈簧片10.6安裝在透射拋物面鏡支撐板10.8上的透射拋物面鏡固定板10.3，所述的透射拋物面鏡10.1通過沉頭螺釘10.2與透射拋物面鏡固定板10.3固定，t型彈簧片10.6一方面通過兩個螺釘10.5與透射拋物面鏡固定板10.3連接，另一方面通過兩個螺釘10.7與透射拋物面鏡支撐板10.8連接，使透射拋物面鏡固定板10.3與透射拋物面鏡支撐板10.8之間形成彈性連接，所述的透射拋物面鏡支撐板10.8上安裝有若干緊定螺釘10.9，所述的緊定螺釘10.9與透射拋物面鏡固定板10.3之間固定有鋼球10.4，三個緊定螺釘10.9通過螺紋安裝在透射拋物面鏡支撐板10.8的三個角，三個鋼球10.4通過粘膠固定在入射平面鏡固定板13.3上，三個緊定螺釘10.9與對應的三個鋼球10.4相抵靠，用扳手擰動三個緊定螺釘10.9到不同的深度并頂起鋼球10.4，實現透射拋物面鏡10.1的俯仰角度調節(jié)。

如圖7所示，所述的入射平面鏡組13包括入射平面鏡支撐板13.5以及通過t型彈簧片13.8安裝在入射平面鏡支撐板13.5上的入射平面鏡固定板13.3，所述的入射平面鏡13.2通過粘膠與入射平面鏡固定板13.3固定，t型彈簧片13.8一方面通過兩個螺釘13.4與入射平面鏡固定板13.3連接，另一方面通過兩個螺釘13.7與入射平面鏡支撐板13.5連接，使入射平面鏡固定板13.3與入射平面鏡支撐板13.5之間形成彈性連接，所述的入射平面鏡支撐板13.5上安裝有若干緊定螺釘13.6，所述的緊定螺釘13.6與入射平面鏡固定板13.3之間固定有鋼球13.1，三個緊定螺釘13.6通過螺紋安裝在入射平面鏡支撐板13.5的三個角，三個鋼球13.1通過粘膠固定在入射平面鏡固定板13.3上，三個緊定螺釘13.6與對應的三個鋼球13.1相抵靠，用扳手擰動三個緊定螺釘13.6到不同的深度并頂起鋼球13.1，實現入射平面鏡13.2的俯仰角度調節(jié)。

如圖8所示，所述的直線導軌14包括固定板14.4、通過螺釘14.3固定在固定板14.4左右兩側的導向塊14.2以及設置在導向塊14.2之間的滑塊14.1，滑塊14.1在固定板14.4上可沿著兩個導向塊14.2形成的導向槽滑動。

如圖9所示，所述的入射拋物面鏡組18包括入射拋物面鏡固定板18.7以及安裝在入射拋物面鏡固定板18.7正反兩面的拋物面鏡18.6和入射拋物面鏡支撐板18.2，所述的拋物面鏡18.6通過沉頭螺釘18.4與入射拋物面鏡固定板18.7固定，所述的入射拋物面鏡支撐板18.2和入射拋物面鏡固定板18.7之間連接有t型彈簧片18.9，所述的t型彈簧片18.9一方面通過兩個螺釘18.8與入射拋物面鏡固定板18.7連接，另一方面通過兩個螺釘18.3與入射拋物面鏡支撐板18.2連接，使入射拋物面鏡固定板18.7與入射拋物面鏡支撐板18.2之間形成彈性連接，所述的入射拋物面鏡支撐板18.2上安裝有若干緊定螺釘18.1，所述的緊定螺釘18.1與入射拋物面鏡固定板18.7之間固定有鋼球18.5，三個緊定螺釘18.1通過螺紋安裝在入射拋物面鏡支撐板18.2的三個角，三個鋼球18.5通過粘膠固定在入射拋物面鏡固定板18.7上，三個緊定螺釘18.1與對應的三個鋼球18.5相抵靠，用扳手擰動三個緊定螺釘18.1到不同的深度并頂起鋼球18.5，可實現拋物面鏡18.6的俯仰角度調節(jié)。

本發(fā)明將入射拋物面鏡組18、入射平面鏡組13、反射平面鏡組3、長方體拋物面鏡2、聚波平面鏡組4、出射平面鏡組5、透射拋物面鏡組10和出射拋物面鏡8通過螺釘安裝在整體結構的上下兩層平板上，確保整體的剛性，并輔助直線導軌和滑塊作為導向元件，在保證光軸一致性的同時也通過t型彈簧片結合緊定螺釘調整各平面鏡和各拋物面鏡的俯仰角度，保證了測量精度；在同一結構上可同時實現兩種測量方式，提高整機測量的快捷性；同時采用兩層平板的一體化導軌基座，也有利于組件的加工精度，降低裝調難度，提高了裝調的精度。

本發(fā)明權利要求保護范圍不限于上述實施例。