CN217084675U - 一种基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，包括：光纤飞秒激光器用于产生飞秒脉冲激光；分束镜用于将飞秒脉冲激光分为泵浦光和探测光；慢速扫描时间延迟线用于直线往复运动和反射泵浦光；太赫兹发射器用于接收泵浦光和发射太赫兹辐射；太赫兹透镜组用于将太赫兹辐射从待测样品测量位置透射；快速扫描时间延迟线用于高速直线往复运动和反射探测光；太赫兹探测器用于接收探测光和太赫兹辐射并输出探测信号；数据处理模块用于高速采集处理探测信号，控制快速和慢速扫描时间延迟线、样品台运动，用于产生太赫兹源的偏置电场。本实用新型通过快速扫描时间延迟线高速往复运动和高速信号采集处理，实现太赫兹时域光谱的快速扫描。

Description

一种基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统

技术领域

本实用新型涉及太赫兹探测技术领域，特别是涉及一种基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统。

背景技术

太赫兹时域光谱技术能够同时探测太赫兹波的振幅和相位信息，在生物学、医学、材料科学、无损检测和安全检查等许多领域表现出巨大的应用潜力。太赫兹时域光谱技术是基于飞秒激光的泵浦探测技术，多数情况下测量太赫兹光谱时需要使用光学延迟线得到时间取样。目前，太赫兹时域光谱系统普遍采用机械平移台所获取的扫描光学延迟线进行采样探测，对泵浦光进行调制，然后利用锁相探测技术获得太赫兹信号电场振幅和相位信息。

现有光学延迟线通常是利用电机通过同步带、螺杆或滚珠丝杠转换等间接传动实现电动平移台的运动。这种机械传动存在着运动阻力较大、响应较慢且滞后等不足之处，因而限制其扫描速度的进一步提高。

因此，由于内部光学延迟线的机械惯性加上现有锁相放大器硬件本身的原因，在处理速度上难以突破瓶颈，系统测量太赫兹脉冲信号的时间往往比较长，不易实现信号的快速扫描。而在实际应用中往往需要缩短太赫兹脉冲的探测时间来减少系统中不利因素的影响。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，解决了传统太赫兹时域光谱探测系统中延迟线扫描速度慢、太赫兹信号采集速度低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，包括：

光纤飞秒激光器，用于产生飞秒脉冲激光；

分束镜，设置在所述光纤飞秒激光器的出射光路上，用于将所述飞秒脉冲激光分为泵浦光和探测光；

第一直角棱镜，设置在所述泵浦光路上，用于对所述泵浦光进行第一次反射；

慢速扫描时间延迟线，设置在所述第一直角棱镜的第一反射光路上，用于对第一直角棱镜第一次反射的泵浦光进行反射；所述第一直角棱镜对慢速扫描时间延迟线反射的泵浦光进行第二次反射；

太赫兹发射器，设置在所述第一直角棱镜的第二反射光路上，用于接收第一直角棱镜第二次反射的泵浦光并发射太赫兹辐射；

太赫兹透镜组，设置在所述太赫兹发射器的发射光路上，用于通过所述太赫兹辐射对样品台上的待测样品测量位置进行透射；

第二直角棱镜，设置在所述探测光路上，用于对所述探测光进行第一次反射；

快速扫描时间延迟线，设置在所述第二直角棱镜的第一反射光路上，用于对第二直角棱镜第一次反射的探测光进行反射；所述第二直角棱镜对快速扫描时间延迟线反射的探测光进行二次反射；

太赫兹探测器，设置在所述第二直角棱镜的第二反射光路上，用于接收第二次直角棱镜第二次反射的探测光以及从所述待测样品测量位置透射的太赫兹辐射，输出模拟探测信号；

数据处理模块，分别与所述慢速扫描时间延迟线、太赫兹发射器、快速扫描时间延迟线、样品台和所述太赫兹探测器连接，用于采集和处理所述模拟探测信号，用于控制所述快速扫描时间延迟线、所述慢速扫描时间延迟线和所述样品台的运动，以及用于在所述太赫兹发射器中产生太赫兹源的偏置电场。

可选地，所述数据处理模块包括：

锁相放大器，与所述太赫兹探测器连接，用于输出固定频率的参考方波电平信号，并对所述模拟探测信号进行滤波放大；

电压放大器，分别与所述太赫兹发射器和所述锁相放大器连接，用于对所述参考方波电平信号进行放大，并将放大后的参考方波电平信号传输至所述太赫兹发射器中产生太赫兹源的偏置电场；

数据采集卡，与所述锁相放大器连接，用于对滤波放大后的模拟探测信号进行数模转换，并将转换后的数字信号进行采集探测，产生检测信号；

音圈电机控制器，与所述快速扫描时间延迟线连接，用于驱动所述快速扫描时间延迟线进行运动，并实时改变和记录入射探测光和反射探测光之间的光程差；

步进电机控制器，分别与所述慢速扫描时间延迟线和所述样品台连接，用于驱动所述慢速扫描时间延迟线和所述样品台的运动，并实时改变和记录入射入射泵浦光和反射泵浦光之间的光程差；

智能终端，分别与所述数据采集卡、音圈电机控制器和所述步进电机控制器连接，用于处理所述检测信号；用于发送控制信号，所述音圈电机控制器、所述步进电机控制器和所述样品台在所述控制信号的作用下驱动所述快速扫描时间延迟线、慢速扫描时间延迟线和所述样品台运动。

可选地，所述太赫兹发射器包括：

发射器控制器，与所述电压放大器连接，用于将所述放大后的参考方波电平信号传输至所述太赫兹控制器的电极中，以给发射太赫兹辐射的太赫兹源提供偏置电场。

可选地，所述太赫兹探测器包括：

探测器控制器，与所述锁相放大器连接，用于在所述第二次直角棱镜第二次反射的探测光和从所述待测样品测量位置透射的太赫兹辐射的共同作用下产生探测信号，并将所述探测信号转化为模拟探测信号发送至所述锁相放大器。

可选地，所述快速扫描时间延迟线包括：

第二光束回返镜，用于反射第二次直角棱镜第二次反射的探测光；

音圈电机，用于在所述控制信号的作用下带动所述第二光束回返镜进行直线往复运动。

可选地，所述慢速扫描时间延迟线包括：

第一光束回返镜，用于反射第一次直角棱镜第二次反射的泵浦光；

步进电机，用于在所述控制信号的作用下带动所述第一光束回返镜进行直线往复运动。

可选地，所述太赫兹透镜组包括：

第一太赫兹准直透镜，设置在所述太赫兹发射器的出射光路上，用于将所述太赫兹辐射进行准直；

第一太赫兹聚焦透镜，设置在所述第一太赫兹准直透镜的透射光路上，用于将准直后的太赫兹辐射聚焦于所述样品台的待测样品测量位置并进行透射；

第二太赫兹准直透镜，设置在所述第一太赫兹聚焦透镜的透射光路上，用于经过所述待测样品测量位置后的太赫兹辐射进行二次准直；

第二太赫兹聚焦透镜，设置在所述第二太赫兹准直透镜的透射光路上，用于将二次准直后的太赫兹辐射进行二次聚焦，并将二次聚焦后的太赫兹辐射射入所述太赫兹探测器上。

可选地，所述太赫兹时域光谱检测系统，还包括：

第一平面反射镜，设置在所述第一直角棱镜的第二反射光路上，用于对第一次直角棱镜第二次反射的泵浦光进行反射；

第二平面反射镜，设置在所述第一平面反射镜的反射光路上，用于将所述第一平面反射镜反射的泵浦光反射至所述太赫兹发射器上。

可选地，所述太赫兹时域光谱检测系统，还包括：

第三平面反射镜，设置在所述探测光路上，用于将分束镜出射的探测光反射至所述第二直角棱镜上；

第四平面反射镜，设置在所述第二直角棱镜的第二反射光路上，用于对第二次直角棱镜第二次反射的探测光进行反射；

第五平面反射镜，设置在所述第四平面反射镜的反射光路上，用于将所述第四平面反射镜反射的探测光反射至所述太赫兹探测器上。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型在泵浦光连续照射下，结合探测光快速时间扫描并进行信号的快速采集和处理，通过快速扫描时间延迟线的高速直线往复运动和数据处理模块的高速信号采集和处理，大大提高了太赫兹信号的扫描速度和采集速度，从而实现太赫兹时域光谱探测系统的探测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统结构示意图；

附图说明：1-光纤飞秒激光器、2-分束镜、3-第三平面反射镜、4-第二直角棱镜、5-快速扫描时间延迟线、501-第二光束回返镜、502-音圈电机、6-第四平面反射镜、7-第五平面反射镜、8-第一直角棱镜、9-慢速扫描时间延迟线、901-第一光束回返镜、902-步进电机、10-第一平面反射镜、11-第二平面反射镜、12-太赫兹探测器、13-第二太赫兹聚焦透镜、14-第二太赫兹准直透镜、15-样品台、16-第一太赫兹聚焦透镜、17-第一太赫兹准直透镜、18-太赫兹发射器、19-锁相放大器、20-电压放大器、21-数据采集卡、22-音圈电机控制器、23-步进电机控制器、24-智能终端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，解决了传统太赫兹时域光谱探测系统中延迟线扫描速度慢、太赫兹信号采集速度低的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例提供的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统结构示意图。

如图1所示，本实用新型基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统包括：光纤飞秒激光器1、分束镜2、第一直角棱镜8、慢速扫描时间延迟线9、太赫兹发射器18、太赫兹透镜组、第二直角棱镜4、快速扫描时间延迟线5、太赫兹探测器12和数据处理模块。

具体地，所述光纤飞秒激光器1用于产生飞秒脉冲激光；所述分束镜2设置在所述光纤飞秒激光器1的出射光路上，所述分束镜2用于将所述飞秒脉冲激光1分为泵浦光和探测光；所述第一直角棱镜8设置在所述泵浦光路上，所述第一直角棱镜8用于对所述泵浦光进行第一次反射；所述慢速扫描时间延迟线9设置在所述第一直角棱镜8的第一反射光路上，所述慢速扫描时间延迟线9用于对第一直角棱镜第一次反射的泵浦光进行反射；其中，所述第一直角棱镜8对慢速扫描时间延迟线9反射的泵浦光进行第二次反射；所述太赫兹发射器18设置在所述第一直角棱镜8的第二反射光路上，所述太赫兹发射器18用于接收第一直角棱镜第二次反射的泵浦光并发射太赫兹辐射；所述太赫兹透镜组设置在所述太赫兹发射器18的发射光路上，所述太赫兹透镜组用于通过所述太赫兹辐射对样品台15上的待测样品测量位置进行透射；所述第二直角棱镜4设置在所述探测光路上，所述第二直角棱镜4用于对所述探测光进行第一次反射；所述快速扫描时间延迟线5设置在所述第二直角棱镜4的第一反射光路上，所述快速扫描时间延迟线5用于对第二直角棱镜第一次反射的探测光进行反射；所述第二直角棱镜4对快速扫描时间延迟线反射的探测光进行二次反射；所述太赫兹探测器12设置在所述第二直角棱镜的第二反射光路上，所述太赫兹探测器12用于接收第二次直角棱镜第二次反射的探测光以及从所述待测样品测量位置透射的太赫兹辐射，输出模拟探测信号；所述数据处理模块分别与所述慢速扫描时间延迟线9、太赫兹发射器18、快速扫描时间延迟线5、样品台15和所述太赫兹探测器12连接，所述数据处理模块用于采集和处理所述模拟探测信号，用于控制所述快速扫描时间延迟线5、所述慢速扫描时间延迟线9和所述样品台15的运动，以及用于在所述太赫兹发射器18中产生太赫兹源的偏置电场。

进一步地，如图1所示，本实用新型基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统还包括：第一平面反射镜10和第二平面反射镜11。

具体地，所述第一平面反射镜10设置在所述第一直角棱镜8的第二反射光路上，所述第一平面反射镜10用于对第一次直角棱镜第二次反射的泵浦光进行反射；所述第二平面反射镜11设置在所述第一平面反射镜10的反射光路上，所述第二平面反射镜11用于将所述第一平面反射镜反射的泵浦光反射至所述太赫兹发射器18上。

进一步地，如图1所示，本实用新型基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统还包括：第三平面反射镜3、第四平面反射镜6和第五平面反射镜7。

具体地，所述第三平面反射镜3设置在所述探测光路上，所述第三平面反射镜3用于将分束镜出射的探测光反射至所述第二直角棱镜4上；所述第四平面反射镜6设置在所述第二直角棱镜4的第二反射光路上，所述第四平面反射镜6用于对第二次直角棱镜第二次反射的探测光进行反射；所述第五平面反射镜7设置在所述第四平面反射镜6的反射光路上，所述第五平面反射镜7用于将所述第四平面反射镜6反射的探测光反射至所述太赫兹探测器12上。

在一些实施例中，所述太赫兹透镜组包括：第一太赫兹准直透镜17、第一太赫兹聚焦透镜16、第二太赫兹准直透镜14和第二太赫兹聚焦透镜13。

具体地，所述第一太赫兹准直透镜17设置在所述太赫兹发射器18的出射光路上，所述第一太赫兹准直透镜17用于将所述太赫兹辐射进行准直；所述第一太赫兹聚焦透镜16设置在所述第一太赫兹准直透镜17的透射光路上，所述第一太赫兹聚焦透镜16用于将准直后的太赫兹辐射聚焦于所述样品台15的待测样品测量位置并进行透射；所述第二太赫兹准直透镜14设置在所述第一太赫兹聚焦透镜16的透射光路上，所述第二太赫兹准直透镜14用于经过所述待测样品测量位置后的太赫兹辐射进行二次准直；所述第二太赫兹聚焦透镜13设置在所述第二太赫兹准直透镜14的透射光路上，所述第二太赫兹聚焦透镜13用于将二次准直后的太赫兹辐射进行二次聚焦，并将二次聚焦后的太赫兹辐射射入所述太赫兹探测器12上。

在一些实施例中，所述数据处理模块包括：锁相放大器19、电压放大器20、数据采集卡21、音圈电机控制器22、步进电机控制器23和智能终端24。

具体地，所述锁相放大器19与所述太赫兹探测器12连接，所述锁相放大器19用于输出固定频率的参考方波电平信号，并对所述模拟探测信号进行滤波放大；所述电压放大器20分别与所述太赫兹发射器18和所述锁相放大器19连接，所述电压放大器20用于对所述参考方波电平信号进行放大，并将放大后的参考方波电平信号传输至所述太赫兹发射器18中产生太赫兹源的偏置电场；所述数据采集卡21与所述锁相放大器19连接，所述数据采集卡21用于对滤波放大后的模拟探测信号进行数模转换，并将转换后的数字信号进行采集探测，产生检测信号；所述音圈电机控制器22与所述快速扫描时间延迟线5连接，所述音圈电机控制器22用于驱动所述快速扫描时间延迟线5进行运动，并实时改变和记录入射探测光和反射探测光之间的光程差；所述步进电机控制器23分别与所述慢速扫描时间延迟线9和所述样品台15连接，所述步进电机控制器23用于驱动所述慢速扫描时间延迟线9和所述样品台15的运动，并实时改变和记录入射入射泵浦光和反射泵浦光之间的光程差；所述智能终端24分别与所述数据采集卡21、音圈电机控制器22和所述步进电机控制器23连接，所述智能终端24用于处理所述检测信号；用于发送控制信号，所述音圈电机控制器22、所述步进电机控制器23和所述样品台15在所述控制信号的作用下驱动所述快速扫描时间延迟线5、慢速扫描时间延迟线9和所述样品台15运动。

进一步地，所述太赫兹发射器18包括：发射器控制器。

所述发射器控制器与所述电压放大器20连接，所述发射器控制器用于将所述放大后的参考方波电平信号传输至所述太赫兹控制器的电极中，以给发射太赫兹辐射的太赫兹源提供偏置电场。

进一步地，所述太赫兹探测器12包括：探测器控制器。

所述探测器控制器与所述锁相放大器19连接，所述探测器控制器用于在所述第二次直角棱镜第二次反射的探测光和从所述待测样品测量位置透射的太赫兹辐射的共同作用下产生探测信号，并将所述探测信号转化为模拟探测信号发送至所述锁相放大器19。

进一步地，所述快速扫描时间延迟线5包括：第二光束回返镜501和音圈电机502。

所述第二光束回返镜501用于反射第二次直角棱镜第二次反射的探测光；所述音圈电机502用于在所述控制信号的作用下带动所述第二光束回返镜501进行直线往复运动。

进一步地，所述慢速扫描时间延迟线9包括：第一光束回返镜901和步进电机902。

所述第一光束回返镜901用于反射第一次直角棱镜第二次反射的泵浦光；所述步进电机902用于在所述控制信号的作用下带动所述第一光束回返镜901进行直线往复运动。

本实用新型对其工作流程进行说明：

采用光纤飞秒激光器1作为光源，光纤飞秒激光器1产生的飞秒脉冲激光经分束镜2后分为两束，分别为泵浦光和探测光。

泵浦光经过第一直角棱镜8的一个直角反射面反射后，射向慢速扫描时间延迟线9，经第一光束回返镜901折返后又被第一直角棱镜8的另一直角反射面反射，然后泵浦光经第一平面反射镜10和第二平面反射镜11反射至太赫兹发射器18产生太赫兹辐射，并经第一太赫兹准直透镜17准直，后经第一太赫兹聚焦透镜16聚焦，其焦点位置就是样品台15的待测样品测量位置，太赫兹辐射通过待测样品后又经第二太赫兹准直透镜14准直，再经第二太赫兹聚焦透镜13后入射到太赫兹探测器12上。

同时，探测光经过第三平面反射镜3反射后，被第二直角棱镜4的一个直角反射面反射后进入到快速扫描时间延迟线5，经第二光束回返镜501折返后又被第二直角棱镜4的另一直角反射面反射，再经过第四平面反射镜6和第五平面反射镜7反射至太赫兹探测器12。太赫兹探测器12在探测光和太赫兹辐射的共同作用下产生模拟探测信号。

快速扫描时间延迟线5是本实施例实现快速扫描时域光谱的核心部件。当探测光入射到第二光束回返镜501时，第二光束回返镜501在音圈电机502的匀速驱动下进行连续的直线运动，反射点的变化就会产生光学延迟位置的变化。根据反射光与入射光的光程关系，产生的光学延迟距离为反射点沿电机运动方向变化量的两倍，其关系如下式所示：

L＝2·x (1)

其中，L为光学延迟距离，x为第二光束回返镜501上反射点沿电机运动方向的距离变化量。

根据运动关系，L＝c·τ，x＝v·t，代入上式(1)可得：

τ＝2·v·t/c

其中，τ为光学延迟时间，c为光速；v为音圈电机502的运动速度，t为第一光束回返镜501的运动时间。

由上式可得，在音圈电机502匀速运动的情况下，光学延迟时间与第一光束回返镜501的运动时间呈线性关系。在扫描的光学延迟时间τ为固定量的情况下，当增大音圈电机502的运行速度v时，第一光束回返镜501的运动时间t会相应减少，反之则增大。第一光束回返镜501运动时间t的倒数即为快速扫描时间延迟线5的扫描频率f，如下式所示：

f＝1/t＝v/x

其中，v为音圈电机502的运动速度，x为第一光束回返镜501上反射点沿电机运动方向的变化量。

音圈电机502在完成上述运动过程的同时为数据采集卡21产生触发脉冲。数据采集卡21接收脉冲后启动模数转换，采集太赫兹信号，从而实现太赫兹的快速光谱测量。

锁相放大器19输出固定频率的参考方波电平信号，经电压放大器20放大后，接入太赫兹发射器18内置的发射器控制器的电极中，以形成太赫兹源的偏置电场。同时，锁相放大器19对太赫兹探测器12内置的探测器控制器输出的模拟探测信号进行滤波放大，数据采集卡21对锁相放大器19的模拟输出进行模数转换，并对其转换后得到的数字信号进行采样探测，将检测信号传入智能终端24进行处理分析。

其中，智能终端包括手机APP、平板、计算机等。

音圈电机控制器22和步进电机控制器23分别用于驱动和控制快速延迟线平移台11和慢速延迟线平移台3的运动，以实时改变和记录太赫兹脉冲和探测激光脉冲的光程差。

此外，步进电机控制器23还用于调节和读取样品台15的位置，以实现对待测样品的二维扫描成像。

综上所述，本实用新型通过音圈电机的高速往复运动和高速数据采集卡的高速采集实现太赫兹时域光谱的快速扫描。音圈电机是利用通电导体在磁场中受到安培力作用而运动的原理，其结构中没有传统电机的螺母、丝杆结构，因此运动阻力非常小，从而能够实现高速的往复运动，具有直接传动无滞后、高响应、高加速度、高速度、在理论上有无限分辨率、体积小且力特性好、控制方便等一系列优点。因此本实用新型通过在光学延迟线中引入音圈电机，可以突破传统机械延迟线的技术瓶颈，大大提高太赫兹信号的采集速度。同时，本实用新型不需要对泵浦光进行调制，而是在泵浦光连续照射下，结合探测光快速的时间扫描进行信号的快速采集。这种方法不需要使用锁相放大技术，而采用均值滤波等信号处理手段来提高信号的信噪比，信号采集处理的总时间主要取决于快速时间延迟线的扫描速度及信号的采样率和采样长度，因此实现了太赫兹时域光谱系统的快速扫描。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，包括：

光纤飞秒激光器，用于产生飞秒脉冲激光；

分束镜，设置在所述光纤飞秒激光器的出射光路上，用于将所述飞秒脉冲激光分为泵浦光和探测光；

第一直角棱镜，设置在泵浦光路上，用于对所述泵浦光进行第一次反射；

慢速扫描时间延迟线，设置在所述第一直角棱镜的第一反射光路上，用于对第一直角棱镜第一次反射的泵浦光进行反射；所述第一直角棱镜对慢速扫描时间延迟线反射的泵浦光进行第二次反射；

太赫兹发射器，设置在所述第一直角棱镜的第二反射光路上，用于接收第一直角棱镜第二次反射的泵浦光并发射太赫兹辐射；

太赫兹透镜组，设置在所述太赫兹发射器的发射光路上，用于通过所述太赫兹辐射对样品台上的待测样品测量位置进行透射；

第二直角棱镜，设置在探测光路上，用于对所述探测光进行第一次反射；

快速扫描时间延迟线，设置在所述第二直角棱镜的第一反射光路上，用于对第二直角棱镜第一次反射的探测光进行反射；所述第二直角棱镜对快速扫描时间延迟线反射的探测光进行二次反射；

太赫兹探测器，设置在所述第二直角棱镜的第二反射光路上，用于接收第二次直角棱镜第二次反射的探测光以及从所述待测样品测量位置透射的太赫兹辐射，输出模拟探测信号；

数据处理模块，分别与所述慢速扫描时间延迟线、太赫兹发射器、快速扫描时间延迟线、样品台和所述太赫兹探测器连接，用于采集和处理所述模拟探测信号，用于控制所述快速扫描时间延迟线、所述慢速扫描时间延迟线和所述样品台的运动，以及用于在所述太赫兹发射器中产生太赫兹源的偏置电场。

2.根据权利要求1所述的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：

锁相放大器，与所述太赫兹探测器连接，用于输出固定频率的参考方波电平信号，并对所述模拟探测信号进行滤波放大；

电压放大器，分别与所述太赫兹发射器和所述锁相放大器连接，用于对所述参考方波电平信号进行放大，并将放大后的参考方波电平信号传输至所述太赫兹发射器中产生太赫兹源的偏置电场；

数据采集卡，与所述锁相放大器连接，用于对滤波放大后的模拟探测信号进行数模转换，并将转换后的数字信号进行采集探测，产生检测信号；

音圈电机控制器，与所述快速扫描时间延迟线连接，用于驱动所述快速扫描时间延迟线进行运动，并实时改变和记录入射探测光和反射探测光之间的光程差；

步进电机控制器，分别与所述慢速扫描时间延迟线和所述样品台连接，用于驱动所述慢速扫描时间延迟线和所述样品台的运动，并实时改变和记录入射泵浦光和反射泵浦光之间的光程差；

智能终端，分别与所述数据采集卡、音圈电机控制器和所述步进电机控制器连接，用于处理所述检测信号；用于发送控制信号，所述音圈电机控制器、所述步进电机控制器和所述样品台在所述控制信号的作用下驱动所述快速扫描时间延迟线、慢速扫描时间延迟线和所述样品台运动。

3.根据权利要求2所述的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，所述太赫兹发射器包括：

发射器控制器，与所述电压放大器连接，用于将所述放大后的参考方波电平信号传输至所述太赫兹发射器的电极中，以给发射太赫兹辐射的太赫兹源提供偏置电场。

4.根据权利要求2所述的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，所述太赫兹探测器包括：

探测器控制器，与所述锁相放大器连接，用于在所述第二次直角棱镜第二次反射的探测光和从所述待测样品测量位置透射的太赫兹辐射的共同作用下产生探测信号，并将所述探测信号转化为模拟探测信号发送至所述锁相放大器。

5.根据权利要求2所述的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，所述快速扫描时间延迟线包括：

第二光束回返镜，用于反射第二次直角棱镜第二次反射的探测光；

音圈电机，用于在所述控制信号的作用下带动所述第二光束回返镜进行直线往复运动。

6.根据权利要求2所述的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，所述慢速扫描时间延迟线包括：

第一光束回返镜，用于反射第一次直角棱镜第二次反射的泵浦光；

步进电机，用于在所述控制信号的作用下带动所述第一光束回返镜进行直线往复运动。

7.根据权利要求1所述的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，所述太赫兹透镜组包括：

第一太赫兹准直透镜，设置在所述太赫兹发射器的出射光路上，用于将所述太赫兹辐射进行准直；

第一太赫兹聚焦透镜，设置在所述第一太赫兹准直透镜的透射光路上，用于将准直后的太赫兹辐射聚焦于所述样品台的待测样品测量位置并进行透射；

第二太赫兹准直透镜，设置在所述第一太赫兹聚焦透镜的透射光路上，用于经过所述待测样品测量位置后的太赫兹辐射进行二次准直；

第二太赫兹聚焦透镜，设置在所述第二太赫兹准直透镜的透射光路上，用于将二次准直后的太赫兹辐射进行二次聚焦，并将二次聚焦后的太赫兹辐射射入所述太赫兹探测器上。

8.根据权利要求1所述的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，所述太赫兹时域光谱检测系统，还包括：

第一平面反射镜，设置在所述第一直角棱镜的第二反射光路上，用于对第一次直角棱镜第二次反射的泵浦光进行反射；

第二平面反射镜，设置在所述第一平面反射镜的反射光路上，用于将所述第一平面反射镜反射的泵浦光反射至所述太赫兹发射器上。

9.根据权利要求1所述的基于音圈电机快速扫描的太赫兹时域光谱探测系统，其特征在于，所述太赫兹时域光谱检测系统，还包括：

第三平面反射镜，设置在所述探测光路上，用于将分束镜出射的探测光反射至所述第二直角棱镜上；

第四平面反射镜，设置在所述第二直角棱镜的第二反射光路上，用于对第二次直角棱镜第二次反射的探测光进行反射；

第五平面反射镜，设置在所述第四平面反射镜的反射光路上，用于将所述第四平面反射镜反射的探测光反射至所述太赫兹探测器上。

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