CN202177460U - 太赫兹波长仪 - Google Patents

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康胜武
刘侃
汪继平
张新宇
张天序
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Abstract

本实用新型公开了一种太赫兹波长仪，包括外壳(1)和位于该外壳(1)内依次布置的斩波器(2)、F-P标准具(3)、聚焦透镜(4)和热释电探测器(5)，其中，该斩波器(2)、F-P标准具(3)和聚焦透镜(4)构成光路部分，该热释电探测器(5)与外部的示波器相连，该外壳(1)上设置有通光孔(9)，太赫兹光通过所述通光孔(9)入射到斩波器(2)，并经该光路部分后汇聚到热释电探测器(5)的探头上，经该热释电探测器(5)转换为正弦电信号输出到示波器上，调节所述F-P标准具(3)的位置获得示波器上波形图的变化，从而测出入射的太赫兹光的波长。本实用新型结构简单，操作方便，能够准确测量出太赫兹光的波长。

Description

太赫兹波长仪
技术领域
本实用新型属于太赫兹(THz)波长探测技术领域，具体是一种测量太赫兹波长的太赫兹波长仪。 
背景技术
太赫兹波通常是指频率范围在0.1THz和10THz之间(1THz＝1012Hz，对应波数为33.3cm-1，能量为4.1meV，波长为300μm)介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。THz辐射作为电磁波谱上新开发的一个频率窗口，由于其独特的性质，使得它在物理、化学、生物医学、通信、雷达、安全检查等各方面都有广阔的应用前景。世界上有越来越多的科研工作者逐渐加入到这个研究领域中来。THz技术的基本研究情况，包括它的产生，探测机理研究是目前THz技术研究中亟待解决的问题。 
一般情况下太赫兹辐射的强度比较弱，而且太赫兹的光子能量很低，在meV量级，很容易被外界热噪声信号所淹没。用于测量太赫兹波长的方法主要是应用F-P标准具的原理，通过调节标准具的腔长，根据腔的位移量以及示波器上由光信号转换为正弦电信号的相关量计算出波长值，但目前国内还没有根据F-P标准具原理制造出检测太赫兹波长的具体装置。 
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单，操作方便，输出直接数字可读的太赫兹波长检测装置，应用F-P标准具的原理，能够根据调节标准具的腔的位移量以及太赫兹波干涉图的相关特征值计算出波长值。 
实现本实用新型的目的所采用的技术方案是： 
一种太赫兹波长仪，包括外壳和位于该外壳内依次布置的斩波器、F-P标准具、聚焦透镜和热释电探测器，该斩波器、F-P标准具和聚焦透镜构成光路部分，该热释电探测器与外部的示波器相连，该外壳上设置有通光孔，太赫兹光通过所述该通光孔入射到斩波器，并经所述光路部分后汇聚到热释电探测器的探头上，该热释电探测器将光信号转换为正弦电信号输出到示波器上，通过调节所述F-P标准具的位置获得示波器上波形图的变化，即测出入射的太赫兹光的波长。 
外壳侧面上设置显示屏、控制面板和单片机板，调节F-P标准具，使示波器上出现正弦波极大值，并计算极大值出现的个数，通过控制面板把调节前后标准具的起始和终止位置量输入到单片机板中，单片机板根据设定的波长公式计算出波长，计算得到的波长通过所述显示屏显示。 
本实用新型的装置结构简单，操作方便，测量精度高。 
附图说明
图1是本实用新型的原理示意图。 
图2是本实用新型的金属外壳结构示意图。 
图中：金属外壳1、斩波器2、F-P标准具3、聚焦透镜4、热释电探测器5、LED显示屏6、控制面板7、单片机板8、通光孔9、观测孔10、调节孔11、出线孔12 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明： 
如图1所示，本实用新型的太赫兹波长仪包括外壳1和位于该外壳1内依次布置的斩波器2、F-P标准具3、聚焦透镜4和热释电探测器5，该斩波器2，F-P标准具3和聚焦透镜4构成光路部分，该热释电探测器5与外部的示波器相连，外壳1 上设置有通光孔9，该外壳1的一侧面上设置有显示屏6、控制面板7和单片机板8。 
太赫兹光通过通光孔9射入到外壳1内的斩波器2上，并依次通过斩波器2、F-P标准具3与聚焦透镜4后将入射的太赫兹光转换为交流信号并汇聚到热释电探测器5的探头上，该热释电探测器5与示波器相连，入射的太赫兹光信号经该热释电探测器5转换为正弦电信号并输出到示波器上。 
通过调节所述F-P标准具3使示波器上的正弦信号量连续出现多次峰值，记录F-P标准具3在第一次出现峰值的位置和终止的位置，把两位置通过控制面板7输入单片机板8中，即可计算出太赫兹波长，并在显示屏6显示。 
计算太赫兹波长的公式为λ＝(x2-x1)*2/n，其中，x1和x2分别为F-P标准具3在第一次出现峰值的位置以及终止的位置。 
外壳1上还设置有调节孔11，用于对F-P标准具3进行调节。 
外壳1上还可以设置有观察孔10，用于观察壳体内部。 
外壳1上还设置有出线孔12，用于引出线以与外部设备连接。 
外壳1可以为金属外壳，显示屏6为LED数码管。 
操作时，调节标准具3使示波器上的正弦信号量出现峰值，记下这时标准具3的起始位置量x1，继续调节标准具3使示波器上连续出现n个正弦峰值量，记下此时标准具3的终止位置量x2，把x1和x2通过控制面板7输入到单片机板8中，通过公式λ＝(x2-x1)*2/n计算出太赫兹波长，并在LED数码管显示出来。 

Claims (7)

1.一种太赫兹波长仪，包括外壳(1)和位于该外壳(1)内依次布置的斩波器(2)、F-P标准具(3)、聚焦透镜(4)和热释电探测器(5)，该斩波器(2)、F-P标准具(3)和聚焦透镜(4)构成光路部分，该热释电探测器(5)与外部的示波器相连，该外壳(1)上设置有通光孔(9)，太赫兹光通过所述通光孔(9)入射到斩波器(2)，经所述光路部分后汇聚到热释电探测器(5)的探头上，该热释电探测器(5)将光信号转换为正弦电信号输出到示波器上，通过调节所述F-P标准具(3)的位置获得示波器上波形图的变化，即测出入射的太赫兹光的波长。
2.根据权利要求1所述的太赫兹波长仪，其特征在于，所述外壳(1)侧面上设置显示屏(6)、控制面板(7)和单片机板(8)，所述控制面板(7)用于输入调节得到的F-P标准具(3)的位置，该单片机板(8)根据位置变化即可计算得到太赫兹光的波长，计算得到的波长通过所述显示屏(6)显示。
3.根据权利要求1或2所述的太赫兹波长仪，其特征在于，所述外壳(1)上还设置有调节孔(11)，用于对F-P标准具(3)进行调节。
4.根据权利要求1或2所述的太赫兹波长仪，其特征在于，所述外壳(1)上设置有观察孔(10)。
5.根据权利要求1或2所述的太赫兹波长仪，其特征在于，所述外壳(1)上还设置有出线孔(12)。
6.根据权利要求1或2所述的太赫兹波长仪，其特征在于，所述外壳(1)为金属外壳。
7.根据权利要求1或2所述的太赫兹波长仪，其特征在于，所述显示屏(6)为LED数码管。
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