CN107063476B - 一种测量太赫兹波长的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测量太赫兹波长的装置及方法。其方法是太赫兹光源发出太赫兹光经过可调光阑的阑孔，变成一束太赫兹光，再经过硅棱镜，由于不同波长的太赫兹光在硅棱镜中的折射率不同，因此，不同波长的太赫兹光经过硅棱镜后从不同的位置出射，太赫兹探测器在一维位移台上，通过计算机控制，对不同位置出射的太赫兹光进行探测，记录探测到太赫兹光的位置，就可以计算出太赫兹波的波长，如果是一个波长段内连续的太赫兹光，通过两个极限位置的探测，可以得到连续波长的太赫兹波的波长段。它可以扫描一个波段的太赫兹波；制作方便，精确度高；测量速度快。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量太赫兹波长的装置及方法。
背景技术
太赫兹波是指光波频率在0.1～10THz的范围内，真空中的相应波长为(3000～30)μm，它是位于红外与微波之间的一个波段，通常也叫THz波。
近几年来，随着人们对太赫兹波的产生和探测技术研究的日渐深入，太赫兹波在物质特性分析、成像、探测、遥感和国防上面的作用日益凸显出来，由此引起了一场世界范围内的针对太赫兹波的研究热潮。
目前，用于远红外波段的光谱仪或波长计不能满足太赫兹波段波长测量的需要。太赫兹波长作为一个基本参数，对太赫兹波的研究具有重大意义。
波长可调谐太赫兹源可以广泛应用于太赫兹时域光谱学、通讯、成像、医学诊断、健康监测、环境管理、化学及生物鉴定和航空航天设备的无损检测等领域，因此确切地知道太赫兹源的波长对于使用者来说很重要。
波长测量的仪器按工作原理主要有：谐振式波长计、衍射式波长计、干涉式波长计。干涉式波长计又分为：菲索干涉式波长计、迈克尔孙干涉式波长计、法布里-珀罗干涉式波长计。其中法布里-珀罗干涉式波长计以其结构简单、精密度高等优点，成为太赫兹波长测量中最常用的波长计。
在抛光的、对THz波段透明的基底上真空镀上一层金属薄膜，然后经过一系列光刻工序，即可制成金属网栅，将两片金属网栅平行放置，就构成了一个法布里-珀罗干涉式波长计。如图1所示。现有的太赫兹波长计存在以下不足：
(1)现有的太赫兹波长计一次只能测量一个波长点的太赫兹波，并且要求太赫兹波的频率单一；
(2)现有的太赫兹波长计制作工艺复杂，需要镀膜等复杂技术，制作不方便；
(3)测量波长时间较长，每测一个波长点，都需要重新扫描一遍，如果需要测量一个波长范围内连续的太赫兹波，只能进行采样测量，精确度不好。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种测量太赫兹波长的装置及方法，它测量太赫兹波长可以是连续的一个波长范围内的太赫兹波，测量方法简单快捷，其采用的技术方案如下：
一种测量太赫兹波长的装置，其特征在于，包括：太赫兹激光光源、可调光阑、硅棱镜、太赫兹探测器、一维位移台、直线导轨和用于控制一维位移台的移动及处理太赫兹探测器接收的信号的计算机，所述太赫兹激光光源、可调光阑、硅棱镜和太赫兹探测器由左到右依次排列，所述太赫兹探测器固定安装于一维位移台上，所述一维位移台滑动连接于直线导轨上可沿直线导轨直线滑动。
在上述技术方案基础上，所述硅棱镜靠近太赫兹探测器的一面与入射的太赫兹光相互垂直。
一种测量太赫兹波长的装置方法，太赫兹光源发出太赫兹光经过可调光阑的阑孔，变成一束太赫兹光，再经过硅棱镜，由于不同波长的太赫兹光在硅棱镜中的折射率不同，因此，不同波长的太赫兹光经过硅棱镜后从不同的位置出射，太赫兹探测器在一维位移台上，通过计算机控制，对不同位置出射的太赫兹光进行探测，记录探测到太赫兹光的位置，就可以计算出太赫兹波的波长，如果是一个波长段内连续的太赫兹光，通过两个极限位置的探测，可以得到连续波长的太赫兹波的波长段。
本发明具有如下优点：一、可以扫描一个波段的太赫兹波。二、制作方便，精确度高。三、测量速度快。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1：现有的法布里-珀罗干涉式波长计的结构示意图；
图2：本发明的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
这里需要说明的是，文中所述方位词左、右均是以图2所示的视图为基准定义的，以图2的左为左，以图2的右为右，应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请所请求的保护范围。
如图2所示，本实施例的一种测量太赫兹波长的装置，其特征在于，包括：太赫兹激光光源1、可调光阑2、硅棱镜3、太赫兹探测器4、一维位移台5、直线导轨6和用于控制一维位移台5的移动及处理太赫兹探测器4接收的信号的计算机(图中未视出)，所述太赫兹激光光源1、可调光阑2、硅棱镜3和太赫兹探测器4由左到右依次排列，所述太赫兹探测器4固定安装于一维位移台5上，所述一维位移台5滑动连接于直线导轨6上可沿直线导轨6直线滑动。硅棱镜对太赫兹光具有很好的透过性，是太赫兹波分光的理想的材料。其中太赫兹探测器与硅棱镜之间应尽量接近，以降低测量的误差。
其中硅棱镜是用纯硅材料制作的三棱镜，一个角为直角，其他两个角可根据需要进行调节，上下两个面是平行平面。上下两个面可以是粗糙面或者是光滑面，其他三个面必须为光滑面。
此处需要说明的是一维位移台5的直线运动采用现有的驱动机构实现即可，例如驱动机构包括伺服电动机、滚珠丝杠副，伺服电动机在计算机的控制下通过滚珠丝杠副驱动一维位移台5作直线滑动。
优选的，所述硅棱镜3靠近太赫兹探测器4的一面与入射的太赫兹光相互垂直。
一种测量太赫兹波长的装置方法，其特征在于：利用上述测量太赫兹波长的装置，太赫兹光源1发出太赫兹光经过可调光阑2的阑孔，变成一束太赫兹光，再经过硅棱镜3，由于不同波长的太赫兹光在硅棱镜中的折射率不同，因此，不同波长的太赫兹光经过硅棱镜3后从不同的位置出射，太赫兹探测器4在一维位移台5上，通过计算机控制，对不同位置出射的太赫兹光进行探测，记录探测到太赫兹光的位置，就可以计算出太赫兹波的波长，如果是一个波长段内连续的太赫兹光，通过两个极限位置的探测，可以得到连续波长的太赫兹波的波长段。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种测量太赫兹波长的装置，其特征在于，包括：太赫兹激光光源(1)、可调光阑(2)、硅棱镜(3)、太赫兹探测器(4)、一维位移台(5)、直线导轨(6)和用于控制一维位移台(5)的移动及处理太赫兹探测器(4)接收的信号的计算机，所述太赫兹激光光源(1)、可调光阑(2)、硅棱镜(3)和太赫兹探测器(4)由左到右依次排列，所述太赫兹探测器(4)固定安装于一维位移台(5)上，所述一维位移台(5)滑动连接于直线导轨(6)上可沿直线导轨(6)直线滑动。
2.如权利要求1所述的一种测量太赫兹波长的装置，其特征在于：所述硅棱镜(3)靠近太赫兹探测器(4)的一面与入射的太赫兹光相互垂直。
3.一种测量太赫兹波长的方法，其特征在于：利用如权利要求1或2所述的一种测量太赫兹波长的装置，太赫兹光源(1)发出太赫兹光经过可调光阑(2)的阑孔，变成一束太赫兹光，再经过硅棱镜(3)，由于不同波长的太赫兹光在硅棱镜中的折射率不同，因此，不同波长的太赫兹光经过硅棱镜(3)后从不同的位置出射，太赫兹探测器(4)在一维位移台(5)上，通过计算机控制，对不同位置出射的太赫兹光进行探测，记录探测到太赫兹光的位置，就可以计算出太赫兹波的波长，如果是一个波长段内连续的太赫兹光，通过两个极限位置的探测，可以得到连续波长的太赫兹波的波长段。
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| CN108646047B (zh) * | 2018-07-02 | 2024-03-26 | 哈工科讯(沈阳)工业技术研究院有限公司 | 基于多普勒效应带修正结构的测速传感器及标定与测量方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202177460U (zh) * | 2011-07-14 | 2012-03-28 | 华中科技大学 | 太赫兹波长仪 |
| CN104019910A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-03 | 山东科技大学 | 基于闪耀光栅的法布里-珀罗THz波长测量仪及其测量方法 |
| CN104048768A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-17 | 山东科技大学 | 基于金属线栅的法布里-珀罗THz波长测量仪及测量方法 |
| CN104901151A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-09 | 吉林大学 | 轴向泵浦行波放大液芯光纤激光器 |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| GB0510338D0 (en) * | 2005-05-20 | 2005-06-29 | Isis Innovation | Electromagnetic radiation pulse measurement apparatus and method |
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| JP5684398B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2015-03-11 | 株式会社アドバンテスト | 電磁波検出装置 |
| JP6456078B2 (ja) * | 2013-10-09 | 2019-01-23 | キヤノン株式会社 | テラヘルツ波発生素子、及び、テラヘルツ波検出素子 |
| CN105157855A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-12-16 | 苏州优谱德精密仪器科技有限公司 | 一种波长检测装置 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202177460U (zh) * | 2011-07-14 | 2012-03-28 | 华中科技大学 | 太赫兹波长仪 |
| CN104019910A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-03 | 山东科技大学 | 基于闪耀光栅的法布里-珀罗THz波长测量仪及其测量方法 |
| CN104048768A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-17 | 山东科技大学 | 基于金属线栅的法布里-珀罗THz波长测量仪及测量方法 |
| CN104901151A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-09 | 吉林大学 | 轴向泵浦行波放大液芯光纤激光器 |
Non-Patent Citations (1)
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| 金属网栅Fabry-perot干涉仪测量太赫兹波波长;蔡瑞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》;20130731;第A005-19页 |
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