本發(fā)明涉及一種測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)的裝置及方法。

背景技術(shù)：

太赫茲波是指光波頻率在0.1～10thz的范圍內(nèi)，真空中的相應(yīng)波長(zhǎng)為(3000～30)μm，它是位于紅外與微波之間的一個(gè)波段，通常也叫thz波。

近幾年來(lái)，隨著人們對(duì)太赫茲波的產(chǎn)生和探測(cè)技術(shù)研究的日漸深入，太赫茲波在物質(zhì)特性分析、成像、探測(cè)、遙感和國(guó)防上面的作用日益凸顯出來(lái)，由此引起了一場(chǎng)世界范圍內(nèi)的針對(duì)太赫茲波的研究熱潮。

目前，用于遠(yuǎn)紅外波段的光譜儀或波長(zhǎng)計(jì)不能滿足太赫茲波段波長(zhǎng)測(cè)量的需要。太赫茲波長(zhǎng)作為一個(gè)基本參數(shù)，對(duì)太赫茲波的研究具有重大意義。

波長(zhǎng)可調(diào)諧太赫茲源可以廣泛應(yīng)用于太赫茲時(shí)域光譜學(xué)、通訊、成像、醫(yī)學(xué)診斷、健康監(jiān)測(cè)、環(huán)境管理、化學(xué)及生物鑒定和航空航天設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域，因此確切地知道太赫茲源的波長(zhǎng)對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)很重要。

波長(zhǎng)測(cè)量的儀器按工作原理主要有：諧振式波長(zhǎng)計(jì)、衍射式波長(zhǎng)計(jì)、干涉式波長(zhǎng)計(jì)。干涉式波長(zhǎng)計(jì)又分為：菲索干涉式波長(zhǎng)計(jì)、邁克爾孫干涉式波長(zhǎng)計(jì)、法布里-珀羅干涉式波長(zhǎng)計(jì)。其中法布里-珀羅干涉式波長(zhǎng)計(jì)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精密度高等優(yōu)點(diǎn)，成為太赫茲波長(zhǎng)測(cè)量中最常用的波長(zhǎng)計(jì)。

在拋光的、對(duì)thz波段透明的基底上真空鍍上一層金屬薄膜，然后經(jīng)過(guò)一系列光刻工序，即可制成金屬網(wǎng)柵，將兩片金屬網(wǎng)柵平行放置，就構(gòu)成了一個(gè)法布里-珀羅干涉式波長(zhǎng)計(jì)。如圖1所示?，F(xiàn)有的太赫茲波長(zhǎng)計(jì)存在以下不足：

(1)現(xiàn)有的太赫茲波長(zhǎng)計(jì)一次只能測(cè)量一個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)的太赫茲波，并且要求太赫茲波的頻率單一；

(2)現(xiàn)有的太赫茲波長(zhǎng)計(jì)制作工藝復(fù)雜，需要鍍膜等復(fù)雜技術(shù)，制作不方便；

(3)測(cè)量波長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，每測(cè)一個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)，都需要重新掃描一遍，如果需要測(cè)量一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)連續(xù)的太赫茲波，只能進(jìn)行采樣測(cè)量，精確度不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，提供了一種測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)的裝置及方法，它測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)可以是連續(xù)的一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的太赫茲波，測(cè)量方法簡(jiǎn)單快捷，其采用的技術(shù)方案如下：

一種測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)的裝置，其特征在于，包括：太赫茲激光光源、可調(diào)光闌、硅棱鏡、太赫茲探測(cè)器、一維位移臺(tái)、直線導(dǎo)軌和用于控制一維位移臺(tái)的移動(dòng)及處理太赫茲探測(cè)器接收的信號(hào)的計(jì)算機(jī)，所述太赫茲激光光源、可調(diào)光闌、硅棱鏡和太赫茲探測(cè)器由左到右依次排列，所述太赫茲探測(cè)器固定安裝于一維位移臺(tái)上，所述一維位移臺(tái)滑動(dòng)連接于直線導(dǎo)軌上可沿直線導(dǎo)軌直線滑動(dòng)。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述硅棱鏡靠近太赫茲探測(cè)器的一面與入射的太赫茲光相互垂直。

一種測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)的裝置方法，太赫茲光源發(fā)出太赫茲光經(jīng)過(guò)可調(diào)光闌的闌孔，變成一束太赫茲光，再經(jīng)過(guò)硅棱鏡，由于不同波長(zhǎng)的太赫茲光在硅棱鏡中的折射率不同，因此，不同波長(zhǎng)的太赫茲光經(jīng)過(guò)硅棱鏡后從不同的位置出射，太赫茲探測(cè)器在一維位移臺(tái)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，對(duì)不同位置出射的太赫茲光進(jìn)行探測(cè)，記錄探測(cè)到太赫茲光的位置，就可以計(jì)算出太赫茲波的波長(zhǎng)，如果是一個(gè)波長(zhǎng)段內(nèi)連續(xù)的太赫茲光，通過(guò)兩個(gè)極限位置的探測(cè)，可以得到連續(xù)波長(zhǎng)的太赫茲波的波長(zhǎng)段。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：一、可以掃描一個(gè)波段的太赫茲波。二、制作方便，精確度高。三、測(cè)量速度快。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一種實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖引伸獲得其它的實(shí)施附圖。

圖1：現(xiàn)有的法布里-珀羅干涉式波長(zhǎng)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

這里需要說(shuō)明的是，文中所述方位詞左、右均是以圖2所示的視圖為基準(zhǔn)定義的，以圖2的左為左，以圖2的右為右，應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制

本技術(shù)：
所請(qǐng)求的保護(hù)范圍。

如圖2所示，本實(shí)施例的一種測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)的裝置，其特征在于，包括：太赫茲激光光源1、可調(diào)光闌2、硅棱鏡3、太赫茲探測(cè)器4、一維位移臺(tái)5、直線導(dǎo)軌6和用于控制一維位移臺(tái)5的移動(dòng)及處理太赫茲探測(cè)器4接收的信號(hào)的計(jì)算機(jī)(圖中未視出)，所述太赫茲激光光源1、可調(diào)光闌2、硅棱鏡3和太赫茲探測(cè)器4由左到右依次排列，所述太赫茲探測(cè)器4固定安裝于一維位移臺(tái)5上，所述一維位移臺(tái)5滑動(dòng)連接于直線導(dǎo)軌6上可沿直線導(dǎo)軌6直線滑動(dòng)。硅棱鏡對(duì)太赫茲光具有很好的透過(guò)性，是太赫茲波分光的理想的材料。其中太赫茲探測(cè)器與硅棱鏡之間應(yīng)盡量接近，以降低測(cè)量的誤差。

其中硅棱鏡是用純硅材料制作的三棱鏡，一個(gè)角為直角，其他兩個(gè)角可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，上下兩個(gè)面是平行平面。上下兩個(gè)面可以是粗糙面或者是光滑面，其他三個(gè)面必須為光滑面。

此處需要說(shuō)明的是一維位移臺(tái)5的直線運(yùn)動(dòng)采用現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)即可，例如驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠副，伺服電動(dòng)機(jī)在計(jì)算機(jī)的控制下通過(guò)滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)一維位移臺(tái)5作直線滑動(dòng)。

優(yōu)選的，所述硅棱鏡3靠近太赫茲探測(cè)器4的一面與入射的太赫茲光相互垂直。

一種測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)的裝置方法，其特征在于：利用上述測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)的裝置，太赫茲光源1發(fā)出太赫茲光經(jīng)過(guò)可調(diào)光闌2的闌孔，變成一束太赫茲光，再經(jīng)過(guò)硅棱鏡3，由于不同波長(zhǎng)的太赫茲光在硅棱鏡中的折射率不同，因此，不同波長(zhǎng)的太赫茲光經(jīng)過(guò)硅棱鏡3后從不同的位置出射，太赫茲探測(cè)器4在一維位移臺(tái)5上，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，對(duì)不同位置出射的太赫茲光進(jìn)行探測(cè)，記錄探測(cè)到太赫茲光的位置，就可以計(jì)算出太赫茲波的波長(zhǎng)，如果是一個(gè)波長(zhǎng)段內(nèi)連續(xù)的太赫茲光，通過(guò)兩個(gè)極限位置的探測(cè)，可以得到連續(xù)波長(zhǎng)的太赫茲波的波長(zhǎng)段。

上面以舉例方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本發(fā)明所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種測(cè)量太赫茲波長(zhǎng)的裝置及方法。其方法是太赫茲光源發(fā)出太赫茲光經(jīng)過(guò)可調(diào)光闌的闌孔，變成一束太赫茲光，再經(jīng)過(guò)硅棱鏡，由于不同波長(zhǎng)的太赫茲光在硅棱鏡中的折射率不同，因此，不同波長(zhǎng)的太赫茲光經(jīng)過(guò)硅棱鏡后從不同的位置出射，太赫茲探測(cè)器在一維位移臺(tái)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，對(duì)不同位置出射的太赫茲光進(jìn)行探測(cè)，記錄探測(cè)到太赫茲光的位置，就可以計(jì)算出太赫茲波的波長(zhǎng)，如果是一個(gè)波長(zhǎng)段內(nèi)連續(xù)的太赫茲光，通過(guò)兩個(gè)極限位置的探測(cè)，可以得到連續(xù)波長(zhǎng)的太赫茲波的波長(zhǎng)段。它可以掃描一個(gè)波段的太赫茲波；制作方便，精確度高；測(cè)量速度快。

技術(shù)研發(fā)人員：姜斌;吳斌;楊延召;王恒飛;應(yīng)承平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.27
技術(shù)公布日：2017.08.18