CN104833650A - 单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统及探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太赫兹时域光谱技术领域。目前，太赫兹时域光谱系统中的太赫兹发射器和探测器在空间上是分离的，系统体积大、成本高、结构复杂，不方便携带。本发明提出一种单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统及探测方法，将飞秒激光分成泵浦光和探测光，探测光经过光学延迟线后与泵浦光合束，入射到光导天线上；泵浦光脉冲和探测光脉冲到达光导天线的时间不同，泵浦光脉冲到达光导天线时有偏压存在，此时光导天线作为太赫兹发射器，辐射太赫兹脉冲；探测光脉冲到达光导天线时无偏压存在，此时光导天线作为太赫兹探测器，探测太赫兹脉冲。因此，采用单个光导天线就能完成太赫兹脉冲的发射和探测，实现太赫兹发射器和探测器在空间上的集成。
Description
技术领域
本发明属于太赫兹时域光谱技术领域，涉及一种单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统及探测方法，可以实现太赫兹发射器和探测器在空间上的集成。
背景技术
太赫兹波是对特定波段电磁波的统称，一般所称的太赫兹波段，是指频率为0.1THz～10THz范围，在电磁波谱中介于毫米波和红外之间。太赫兹波处于电磁波谱中电子学向光子学过渡的特殊位置,具有透视性、安全性、光谱分辨本领等独特的性质,因而具有非常重要的研究价值和应用前景。太赫兹光谱及成像技术在生物学、医学疾病诊断、材料科学、军事以及化学基础研究等许多领域展现出巨大的应用潜力,并迅速成为热门的前沿研究方向。
太赫兹时域光谱技术是国际上近年来发展起来的太赫兹应用技术之一,是一种新兴的光谱技术,是太赫兹光谱技术的核心研发领域。通过太赫兹时域光谱技术得到样品的光谱信息为时域的电场，经过傅里叶变换之后得到样品频域上的幅度和相位的信息，这一特点使得此技术的应用研究得到了极大的关注,而且太赫兹时域光谱所具有的相干探测方法、高的时间分辨率和高灵敏度为人们展现了一个全新的光谱学研究视角,也给光谱学研究者提供了新的机遇。
目前，几乎所有的太赫兹时域光谱系统的发射器和探测器在空间上是分离的，系统体积大、成本高、结构复杂，不方便携带。
发明内容
本发明目的是提出一种单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统及探测方法，可以实现太赫兹发射器和探测器在空间上的集成，解决现有的太赫兹时域光谱系统体积大、成本高、结构复杂、不方便携带等问题。
本发明采用的技术方案是：
一种单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统，包括飞秒激光器、5:5分束镜、第一金反射镜、第二金反射镜、合束镜、电动平移台、光导天线、第三金反射镜或样品、信号发生器、前置放大器、锁相放大器和计算机；其中所述飞秒激光器，用于输出飞秒激光，提供太赫兹时域光谱系统所需的激励光；所述5:5分束镜，用于将飞秒激光分成能量相等的泵浦光和探测光，泵浦光直接透过5:5分束镜，探测光被5:5分束镜反射，探测光方向与泵浦光垂直；所述第一金反射镜和第二金反射镜，用于反射探测光，改变探测光的传输方向，是光学延迟装置的重要组成部分；所述合束镜用于将泵浦光和探测光合束，使泵浦光和探测光沿着同一路径传输；所述电动平移台，用于移动第一金反射镜和第二金反射镜，以改变探测光的光程，进而改变探测光脉冲与泵浦光脉冲之间的时间延迟，实现扫描探测太赫兹脉冲；所述光导天线，用于发射和探测太赫兹脉冲，是太赫兹时域光谱系统的核心器件；所述第三金反射镜或样品，用于反射太赫兹脉冲，使辐射出的太赫兹脉冲返回到光导天线的半导体材料上，以便探测光脉冲对太赫兹脉冲进行探测；所述信号发生器，用于为光导天线提供偏压信号，同时为锁相放大器提供同步的参考信号；所述前置放大器，用于对光导天线输出的光电流信号进行放大、滤波处理；所述锁相放大器，用于采集前置放大器处理后输出的光电流信号，滤除噪声和偏压信号；所述计算机，采用Labview软件编写的程序来控制电动平移台的移动，同时将锁相放大器采集到的光电流信号进行波形显示和数据存储。
其中，以上所述第一金反射镜和第二金反射镜固定在电动平移台上，可以随电动平移台前后移动，改变探测光的光程；所述第三金反射镜或样品，当为第三金反射镜时，将样品放在第三反射镜与光导天线之间，既可以测样品的太赫兹透射谱，也可以测样品的太赫兹反射谱；当为样品时，可以测样品的太赫兹反射谱。
所述5:5分束镜为半透半反镜，与入射光方向成45度；所述合束镜的下表面透射率远大于反射率，上表面反射率远大于透射率；所述光导天线，输出太赫兹信号的信道与信号发生器为光导天线提供偏压信号的信道为同一信道。
所述光导天线输出的光电流信号，正比于太赫兹脉冲的瞬时电场，通过扫描采集太赫兹脉冲不同位置处的瞬时电场对应的光电流信号，就可以得到太赫兹脉冲电场在时域上的分布，即太赫兹时域光谱。
本发明同时提供了一种单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统的探测方法，步骤包括：
第一步、飞秒激光通过5:5分束镜，分成能量相等的泵浦光和探测光；
第二步、探测光通过第一金反射镜和第二金反射镜反射后，与泵浦光通过合束镜合束，合束后的泵浦光脉冲和探测光脉冲之间存在时间延迟；
第三步、合束后的泵浦光和探测光入射到光导天线的半导体材料上，信号发生器为光导天线提供方波偏压信号，同时为锁相放大器提供参考信号；泵浦光脉冲和探测光脉冲到达半导体材料的时间不同，泵浦光脉冲到达半导体材料时，激发半导体材料产生载流子，此时有偏压存在，载流子在偏压的作用下加速运动，辐射出太赫兹脉冲；探测光脉冲到达半导体材料时，也会激发半导体材料产生载流子，此时无偏压存在，载流子在反射回来的太赫兹脉冲瞬时电场的作用下加速运动，产生光电流信号；
第四步、前置放大器将光电流信号进行放大、滤波处理，锁相放大器采集前置放大器处理后输出的光电流信号；
第五步、计算机采用Labview软件编写的程序来控制电动平移台的移动，同时将锁相放大器采集到的光电流信号进行波形显示和数据存储。
其中，以上所述偏压信号为方波，频率为1KHz，幅值为10V，且方波的边沿上升和下降时间小于泵浦光脉冲和探测光脉冲之间的时间延迟；偏压信号的下降沿在时间上位于泵浦光脉冲和探测光脉冲之间，下降沿左侧为泵浦光脉冲，下降沿右侧为探测光脉冲；泵浦光脉冲到达光导天线的半导体材料时有偏压存在，此时光导天线作为太赫兹发射器，辐射太赫兹脉冲，辐射出的太赫兹脉冲经第三金反射镜或样品反射；探测光脉冲到达光导天线的半导体材料时无偏压存在，反射回来的太赫兹脉冲正好到达光导天线的半导体材料上，此时光导天线作为太赫兹探测器，探测太赫兹脉冲。
所述泵浦光脉冲和探测光脉冲之间的时间延迟，指的是从辐射太赫兹脉冲到太赫兹脉冲被反射回来再次到达光导天线的半导体材料所用的时间。
所述前置放大器将光电流信号进行放大、滤波处理，输出光电流信号与输入偏压信号共用一个信道，前置放大器在放大光电流信号的同时，偏压信号也会输入到前置放大器内，又由于偏压信号的幅值远大于前置放大器的输入阈值，因此需要在输入前置放大器之前，串联一个与前置放大器内部阻抗相匹配的大电阻进行分压，将偏压信号的大部分电压分在串联的大电阻上，输入前置放大器的电压就能满足阈值条件，使前置放大器能够正常工作。
所述锁相放大器采集前置放大器处理后输出的光电流信号，光电流信号与偏压信号具有相同的频率，但是两者在时间上的位置不同，即具有不同的相位，将参考信号通过锁相放大器进行移相，使参考信号与光电流信号具有相同的相位，通过设置锁相放大器的参数，利用锁相放大器的互相关检测原理，可以滤除偏压信号和噪声，仅采集与太赫兹时域光谱相关的光电流信号。
本发明优点和有益效果：
本发明提出一种单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统及探测方法，可以实现太赫兹发射器和探测器在空间上的集成，解决现有的太赫兹时域光谱系统体积大、成本高、结构复杂、不方便携带等问题。
附图说明
图1为单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统架构示意图。
图2为泵浦光脉冲、探测光脉冲和偏压信号三者在时间上的关系示意图。
图3为探测光脉冲和太赫兹脉冲在时间上的关系示意图。
图4为大电阻和光导天线两个电极的连接示意图。
附图标记：1、飞秒激光器，2、5:5分束镜，3、第一金反射镜，4、第二金反射镜，5、合束镜，6、电动平移台，7、光导天线，8、太赫兹脉冲，9、第三金反射镜或样品，10、信号发生器，11、前置放大器，12、锁相放大器，13、计算机，14、泵浦光脉冲，15、偏压信号，16、探测光脉冲，17、光导天线两个电极，18、合束后的泵浦光和探测光，19、大电阻。
为了能更加清楚的理解本发明的技术特征、目的和效果,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
具体实施方式
实施例1
图1为单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统架构示意图，包括飞秒激光器1、5:5分束镜2、第一金反射镜3、第二金反射镜4、合束镜5、电动平移台6、光导天线7、第三金反射镜或样品9、信号发生器10、前置放大器11、锁相放大器12和计算机13；其中所述飞秒激光器，用于输出飞秒激光，提供太赫兹时域光谱系统所需的激励光；所述5:5分束镜，用于将飞秒激光分成能量相等的泵浦光和探测光，泵浦光直接透过5:5分束镜，探测光被5:5分束镜反射，探测光方向与泵浦光垂直；所述第一金反射镜和第二金反射镜，用于反射探测光，改变探测光的传输方向；所述合束镜用于将泵浦光和探测光合束，使泵浦光和探测光沿着同一路径传输；所述电动平移台，用于移动第一金反射镜和第二金反射镜，以改变探测光的光程，进而改变探测光脉冲与泵浦光脉冲之间的时间延迟，实现扫描探测太赫兹脉冲；所述光导天线，用于发射和探测太赫兹脉冲，是太赫兹时域光谱系统的核心器件；所述第三金反射镜或样品，用于反射太赫兹脉冲，使辐射出的太赫兹脉冲返回到光导天线的半导体材料上，以便探测光脉冲对太赫兹脉冲进行探测；所述信号发生器，用于为光导天线提供偏压信号，同时为锁相放大器提供同步的参考信号；所述前置放大器，用于对光导天线输出的光电流信号进行放大、滤波处理；所述锁相放大器，用于采集前置放大器处理后输出的光电流信号，滤除噪声和偏压信号；所述计算机，采用Labview软件编写的程序来控制电动平移台的移动，同时将锁相放大器采集到的光电流信号进行波形显示和数据存储。
在本发明实施例中采用的激光器1为飞秒光纤激光器，中心波长为1550nm，3dB带宽为42.4nm，重复频率为100MHz,脉宽为84fs；飞秒激光经过5:5分束镜-2分成两路，直接透过的一路为泵浦光，被5:5分束镜-2反射的一路为探测光，探测光方向与泵浦光垂直，探测光经过第一金反射镜-3和第二金反射镜-4后，通过合束镜-5与泵浦光合束，第一金反射镜-3和第二金反射镜-4固定在电动平移台-6上，可以随电动平移台-6前后移动，改变探测光的光程；合束后的泵浦光和探测光-18(参考图4)直接入射到光导天线-7的半导体材料上，同时信号发生器-10为光导天线-7提供偏压信号-15，如图2所示，偏压信号-15的下降沿位于泵浦光脉冲-14和探测光脉冲-16的两侧，当偏压信号-15下降沿左侧的泵浦光脉冲-14到达光导天线-7的半导体材料时，有偏压存在，此时光导天线-7作为太赫兹发射器，辐射太赫兹脉冲-8；当偏压信号-15下降沿右侧的探测光脉冲-16到达光导天线-7的半导体材料时，无偏压存在，此时光导天线-7作为太赫兹探测器，探测刚好被第三反射镜或样品-9反射回来的太赫兹脉冲-8，调整第三反射镜或样品-9与光导天线-7的距离，使偏压信号-15下降沿右侧的探测光脉冲-16与反射回来的太赫兹脉冲-8同时到达光导天线-7的半导体材料上。计算机-13采用Labview软件编写的程序控制电动平移台-6的移动，进而改变探测光脉冲-16与反射回来的太赫兹脉冲-8之间的时间延迟，如图3所示，由于探测光脉冲-16的脉冲宽度远小于太赫兹脉冲-8,因此通过调整探测光脉冲-16的时间延迟，就可以完成对太赫兹脉冲-8的扫描探测。探测光脉冲-16与太赫兹脉冲-8的某一位置同时到达光导天线-7的半导体材料上时，会产生与太赫兹脉冲-8瞬时电场强度成正比的光电流信号，光电流信号通过前置放大器-11进行放大、滤波处理后输入锁相放大器-12内，最后计算机-13采用Labview软件编写的程序将锁相放大器-12采集到的光电流信号进行波形显示和数据存储。
如图4所示，信号发生器-10和前置放大器-11都连接在光导天线两个电极-17上，信号发生器-10为光导天线两个电极-17提供偏压信号的同时，会把偏压信号输入到前置放大器-11内，由于前置放大器-11的输入阈值远小于偏压信号的幅值，如果不采取措施，就会损坏前置放大器-11，因此，本发明在前置放大器-11的输入端串联了一个与前置放大器-11内部阻抗相匹配的大电阻-19，通过大电阻-19的分压作用，将偏压信号的大部分电压分在大电阻-19上，输入前置放大器-11的电压就能满足阈值条件，使前置放大器-11能够正常工作。
本发明相关的说明：
1.本发明中公开的所有特征、方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征或步骤外，均可以任何方式组合。
2.本发明中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。也就是说，除非特别说明，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子。
3.本发明中，飞秒激光器-1的中心波长为1550nm，此外，可以通过选择不同基底材料的光导天线-7，使用不同中心波长的飞秒激光器。例如中心波长为780nm的飞秒激光器。
4.本发明中，偏压信号-15的幅值为10V，不同基底材料的光导天线-7也可以采用不同的幅值，因此需要根据不同的光导天线采用不同的偏压信号幅值，例如有的光导天线采用偏压信号幅值为50V的效果更好。
5.本发明中，采用的光导天线-7是自由空间型，即将自由空间的飞秒激光直接入射到光导天线-7的半导体材料上；也可以采用光纤型的光导天线，即将飞秒激光通过光纤入射到光导天线的半导体材料上。
6.本发明中，第一金反射镜-3和第二金反射镜-4可以固定在某一位置不动，使泵浦光脉冲和探测光脉冲保持恒定的时间延迟，将第三金反射镜或样品-9固定在电动平移台上，可以随电动平移台前后移动，通过改变第三金反射镜或样品-9与光导天线-7的距离来调节探测光脉冲与太赫兹脉冲在时间上的延迟，达到扫描探测太赫兹脉冲的目的。
Claims (9)
1.一种单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统，其特征在于，包括飞秒激光器、5:5分束镜、第一金反射镜、第二金反射镜、合束镜、电动平移台、光导天线、第三金反射镜或样品、信号发生器、前置放大器、锁相放大器和计算机；其中所述飞秒激光器，用于输出飞秒激光，提供太赫兹时域光谱系统所需的激励光；所述5:5分束镜，用于将飞秒激光分成能量相等的泵浦光和探测光，泵浦光直接透过5:5分束镜，探测光被5:5分束镜反射，探测光方向与泵浦光垂直；所述第一金反射镜和第二金反射镜，用于反射探测光，改变探测光的传输方向，是光学延迟装置的重要组成部分；所述合束镜用于将泵浦光和探测光合束，使泵浦光和探测光沿着同一路径传输；所述电动平移台，用于移动第一金反射镜和第二金反射镜，以改变探测光的光程，进而改变探测光脉冲与泵浦光脉冲之间的时间延迟，实现扫描探测太赫兹脉冲；所述光导天线，用于发射和探测太赫兹脉冲，是太赫兹时域光谱系统的核心器件；所述第三金反射镜或样品，用于反射太赫兹脉冲，使辐射出的太赫兹脉冲返回到光导天线的半导体材料上，以便探测光脉冲对太赫兹脉冲进行探测；所述信号发生器，用于为光导天线提供偏压信号，同时为锁相放大器提供同步的参考信号；所述前置放大器，用于对光导天线输出的光电流信号进行放大、滤波处理；所述锁相放大器，用于采集前置放大器处理后输出的光电流信号，滤除噪声和偏压信号；所述计算机，采用Labview软件编写的程序来控制电动平移台的移动，同时将锁相放大器采集到的光电流信号进行波形显示和数据存储。
2.根据权利要求1所述的单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述第三金反射镜或样品，当为第三金反射镜时，将样品放在第三反射镜与光导天线之间，既可以测样品的太赫兹透射谱，也可以测样品的太赫兹反射谱；当为样品时，可以测样品的太赫兹反射谱。
3.根据权利要求1所述的单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述5:5分束镜为半透半反镜，与入射光方向成45度；所述合束镜的下表面透射率远大于反射率，上表面反射率远大于透射率；所述光导天线，输出太赫兹信号的信道与信号发生器为光导天线提供偏压信号的信道为同一信道。
4.根据权利要求1所述的单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述光导天线输出的光电流信号，正比于太赫兹脉冲的瞬时电场，通过扫描采集太赫兹脉冲不同位置处的瞬时电场对应的光电流信号，就可以得到太赫兹脉冲电场在时域上的分布，即太赫兹时域光谱。
5.一种使用权利要求1所述的单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统的探测方法，步骤包括：
第一步、飞秒激光通过5:5分束镜，分成能量相等的泵浦光和探测光；
第二步、探测光通过第一金反射镜和第二金反射镜反射后，与泵浦光通过合束镜合束，合束后的泵浦光脉冲和探测光脉冲之间存在时间延迟；
第三步、合束后的泵浦光和探测光入射到光导天线的半导体材料上，信号发生器为光导天线提供方波偏压信号，同时为锁相放大器提供参考信号；泵浦光脉冲和探测光脉冲到达半导体材料的时间不同，泵浦光脉冲到达半导体材料时，激发半导体材料产生载流子，此时有偏压存在，载流子在偏压的作用下加速运动，辐射出太赫兹脉冲；探测光脉冲到达半导体材料时，也会激发半导体材料产生载流子，此时无偏压存在，载流子在反射回来的太赫兹脉冲瞬时电场的作用下加速运动，产生光电流信号；
第四步、前置放大器将光电流信号进行放大、滤波处理，锁相放大器采集前置放大器处理后输出的光电流信号；
第五步、计算机采用Labview软件编写的程序来控制电动平移台的移动，同时将锁相放大器采集到的光电流信号进行波形显示和数据存储。
6.根据权利要求5所述的探测方法，其特征在于，所述偏压信号为方波，频率为1KHz，幅值为10V，且方波的边沿上升和下降时间小于泵浦光脉冲和探测光脉冲之间的时间延迟；偏压信号的下降沿在时间上位于泵浦光脉冲和探测光脉冲之间，下降沿左侧为泵浦光脉冲，下降沿右侧为探测光脉冲；泵浦光脉冲到达光导天线的半导体材料时有偏压存在，此时光导天线作为太赫兹发射器，辐射太赫兹脉冲，辐射出的太赫兹脉冲经第三金反射镜或样品反射；探测光脉冲到达光导天线的半导体材料时无偏压存在，反射回来的太赫兹脉冲正好到达光导天线的半导体材料上，此时光导天线作为太赫兹探测器，探测太赫兹脉冲。
7.根据权利要求5所述的探测方法，其特征在于，所述泵浦光脉冲和探测光脉冲之间的时间延迟，指的是从辐射太赫兹脉冲到太赫兹脉冲被反射回来再次到达光导天线的半导体材料所用的时间。
8.根据权利要求5所述的探测方法，其特征在于，所述前置放大器将光电流信号进行放大、滤波处理，输出光电流信号与输入偏压信号共用一个信道，前置放大器在放大光电流信号的同时，偏压信号也会输入到前置放大器内，又由于偏压信号的幅值远大于前置放大器的输入阈值，因此需要在输入前置放大器之前，串联一个与前置放大器内部阻抗相匹配的大电阻进行分压，将偏压信号的大部分电压分在串联的大电阻上，输入前置放大器的电压就能满足阈值条件，使前置放大器能够正常工作。
9.根据权利要求5所述的探测方法，其特征在于，所述锁相放大器采集前置放大器处理后输出的光电流信号，光电流信号与偏压信号具有相同的频率，但是两者在时间上的位置不同，即具有不同的相位，将参考信号通过锁相放大器进行移相，使参考信号与光电流信号具有相同的相位，通过设置锁相放大器的参数，利用锁相放大器的互相关检测原理，能够滤除偏压信号和噪声，仅采集与太赫兹时域光谱相关的光电流信号。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106493468A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-15 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 基于LabVIEW的集成化飞秒激光微纳加工系统及加工方法 |
| CN107796781A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-13 | 国网江苏省电力公司盐城供电公司 | 一种太赫兹波在电力高分子复合材料中的传播特性检测系统及其检测方法 |
| CN108007896A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-05-08 | 国网江苏省电力公司盐城供电公司 | 一种电力硅橡胶复合绝缘件的缺陷检测方法 |
| CN108303396A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-20 | 深圳市太赫兹科技创新研究院 | 太赫兹时域脉冲信号采集方法、装置和系统 |
| CN108801915A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-13 | 深圳大学 | 泵浦探测系统 |
| CN108931495A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-04 | 首都师范大学 | 太赫兹时域光谱同步测量系统与方法 |
| CN109000793A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-12-14 | 深圳市华讯方舟太赫兹科技有限公司 | 一种太赫兹时域光谱数据采集系统 |
| CN109632705A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-16 | 西安文理学院 | 单次激发飞秒时间分辨吸收光谱测量装置 |
| WO2019153466A1 (zh) * | 2018-02-09 | 2019-08-15 | 雄安华讯方舟科技有限公司 | 太赫兹时域光谱仪 |
| CN116169553A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-05-26 | 北京盛镭科技有限公司 | 一种GHz脉冲序列合成装置 |
| CN117579167A (zh) * | 2024-01-19 | 2024-02-20 | 中国电子科技集团公司第十五研究所 | 6g波段浓雾环境探测及通讯系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010038074A1 (en) * | 2000-04-06 | 2001-11-08 | X.-C. Zhang | Terahertz transceivers and methods for emission and detection of terahertz pulses using such transceivers |
| JP2013029461A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | テラヘルツ波発生装置、テラヘルツ波検出装置、およびテラヘルツ波分光装置 |
| CN103575693A (zh) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 变压器油中水含量的检测系统 |
| CN103743681A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-23 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种太赫兹光谱仪及太赫兹收发探头 |
| US20140264032A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | The Johns Hopkins University | Terahertz time-domain spectroscopic ellipsometry system |
| CN104568819A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-29 | 南开大学 | 一种全光纤透反射一体式太赫兹时域光谱系统 |
-
2015
- 2015-05-29 CN CN201510287851.3A patent/CN104833650B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010038074A1 (en) * | 2000-04-06 | 2001-11-08 | X.-C. Zhang | Terahertz transceivers and methods for emission and detection of terahertz pulses using such transceivers |
| JP2013029461A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | テラヘルツ波発生装置、テラヘルツ波検出装置、およびテラヘルツ波分光装置 |
| CN103575693A (zh) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 变压器油中水含量的检测系统 |
| US20140264032A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | The Johns Hopkins University | Terahertz time-domain spectroscopic ellipsometry system |
| CN103743681A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-23 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种太赫兹光谱仪及太赫兹收发探头 |
| CN104568819A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-29 | 南开大学 | 一种全光纤透反射一体式太赫兹时域光谱系统 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106493468B (zh) * | 2016-11-03 | 2018-01-16 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 基于LabVIEW的集成化飞秒激光微纳加工系统及加工方法 |
| CN106493468A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-15 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 基于LabVIEW的集成化飞秒激光微纳加工系统及加工方法 |
| CN107796781A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-13 | 国网江苏省电力公司盐城供电公司 | 一种太赫兹波在电力高分子复合材料中的传播特性检测系统及其检测方法 |
| CN108007896A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-05-08 | 国网江苏省电力公司盐城供电公司 | 一种电力硅橡胶复合绝缘件的缺陷检测方法 |
| CN108303396A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-20 | 深圳市太赫兹科技创新研究院 | 太赫兹时域脉冲信号采集方法、装置和系统 |
| WO2019153466A1 (zh) * | 2018-02-09 | 2019-08-15 | 雄安华讯方舟科技有限公司 | 太赫兹时域光谱仪 |
| CN109000793A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-12-14 | 深圳市华讯方舟太赫兹科技有限公司 | 一种太赫兹时域光谱数据采集系统 |
| CN109000793B (zh) * | 2018-06-07 | 2019-08-13 | 深圳市华讯方舟太赫兹科技有限公司 | 一种太赫兹时域光谱数据采集系统 |
| WO2019233033A1 (zh) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | 深圳市华讯方舟太赫兹科技有限公司 | 一种太赫兹时域光谱数据采集系统 |
| CN108801915B (zh) * | 2018-06-13 | 2023-05-30 | 深圳大学 | 泵浦探测系统 |
| CN108801915A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-13 | 深圳大学 | 泵浦探测系统 |
| CN108931495A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-04 | 首都师范大学 | 太赫兹时域光谱同步测量系统与方法 |
| CN109632705A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-16 | 西安文理学院 | 单次激发飞秒时间分辨吸收光谱测量装置 |
| CN116169553A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-05-26 | 北京盛镭科技有限公司 | 一种GHz脉冲序列合成装置 |
| CN117579167A (zh) * | 2024-01-19 | 2024-02-20 | 中国电子科技集团公司第十五研究所 | 6g波段浓雾环境探测及通讯系统 |
| CN117579167B (zh) * | 2024-01-19 | 2024-03-19 | 中国电子科技集团公司第十五研究所 | 6g波段浓雾环境探测及通讯系统 |
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| Publication number | Publication date |
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