CN217277853U - 一种多角度测量的太赫兹光谱仪 - Google Patents

一种多角度测量的太赫兹光谱仪 Download PDF

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赵洪美
刘永祯
李茜
何国林
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Abstract

本申请涉及检测仪器技术领域,公开了一种多角度测量的太赫兹光谱仪。本申请所提供的太赫兹光谱仪包括转台、第一导轨、第二导轨,转台上设置有位于转台上的样品架;第一导轨,一端与转台转动连接,第一导轨上搭载有发射端;第二导轨,一端与转台转动连接,第二导轨上搭载有接收端。第一导轨与第二导轨相对转动,以调整发射端、样品架以及接收端之间的夹角。本申请的太赫兹光谱仪能够对透射模式和反射模式进行转换,并能对样品进行多角度的测量,有利于太赫兹光谱仪在不同种类的样品检测的应用。

Description

一种多角度测量的太赫兹光谱仪
技术领域
本申请涉及检测仪器技术领域,特别是涉及一种多角度测量的太赫兹光谱仪。
背景技术
太赫兹光谱仪是一种用于物理学、测绘科学技术领域的物理性能测试仪器,能够深入地对样品的透射谱、反射谱进行分析,研究被测样品的特性。太赫兹光谱仪在医疗、食品、安全监测以及军事等领域具有较大的应用前景。
现有的太赫兹光谱仪是通过固定在底板上的测试平台进行透射和反射的测试,只能进行固定方式的透射模式和反射模式,不能够准确的对测量角度、测量范围进行调整,不利于得到不同角度的太赫兹特征信号,也限制了太赫兹光谱仪的进一步推广和应用。
实用新型内容
本申请要解决的技术问题是提供一种多角度测量的太赫兹光谱仪,可以对被测样品进行不同角度的测量,提高太赫兹光谱仪的实用性。
为解决上述问题,本申请提供一种多角度测量的太赫兹光谱仪,包括:转台,以及设置于所述转台上的样品架;第一导轨,一端与所述转台转动连接,所述第一导轨上搭载有发射端;第二导轨,一端与所述转台转动连接,所述第二导轨上搭载有接收端;其中,所述第一导轨与所述第二导轨相对转动,以调整所述发射端、所述样品架以及所述接收端之间的夹角。
其中,所述转台沿所述样品架的高度方向包括底座、第一支撑杆和旋转滑台;其中,所述第一导轨和/或所述第二导轨通过所述旋转滑台与所述底座转动连接。
可选地,所述旋转滑台包括第一旋转滑台和第二旋转滑台;其中,第一旋转滑台与所述第二导轨固定连接,通过所述第一支撑杆设置于所述底座上;所述第二旋转滑台与所述第一导轨固定连接,设置于所述底座上。
进一步地,所述第一旋转滑台通过转接板与所述第二导轨固定连接,所述转接板用于将所述第二导轨与所述第一导轨设置于同一高度。
可选地,所述旋转滑台还包括旋转电机,所述旋转电机用于控制所述旋转滑台沿所述转台旋转。
可选地,所述样品架通过第二支撑杆固定于所述底座上,所述样品架用于放置被测样品。
进一步地,所述第二支撑杆上设置有微调旋钮,所述微调旋钮用于调节所述样品架与所述底座的相对位置。
其中,所述发射端包括与所述样品架从远到近依次设置的太赫兹发射天线、第一聚焦透镜和第二聚焦透镜;所述接收端包括与所述样品架从远到近依次设置的太赫兹接收天线、第三聚焦透镜和第四聚焦透镜。
可选地,所述第一导轨上沿长度方向间隔设置有若干通孔,所述太赫兹发射天线、所述第一聚焦透镜和所述第二聚焦透镜分别通过所述若干通过固定在所述第一导轨上;所述第二导轨上沿长度方向间隔设置有若干通孔,所述太赫兹接收天线、所述第三聚焦透镜和所述第四聚焦透镜分别通过所述若干通过固定在所述第二导轨上。
其中,所述转台上标记有第一刻度值和第二刻度值,所述第一刻度值用于标记所述第一导轨相对于所述转台的旋转角度,所述第二刻度值用于标记所述第二导轨相对于所述转台的旋转角度。
本申请所提供的一种多角度测量的太赫兹光谱仪通过将发射端安装于第一导轨、接收端安装于第二导轨,第一导轨与第二导轨能进行相对转动,以调整发射端、样品架以及接收端之间的夹角,达到调整太赫兹天线入射角和反射角的效果,可以对被测样品进行多角度的测量,有利于太赫兹光谱仪在不同种类的样品检测的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。其中:
图1是本申请提供的太赫兹光谱仪反射模式的结构示意图;
图2是本申请提供的太赫兹光谱仪透射模式的结构示意图。
其中,1、太赫兹光谱仪;10、转台;110、底座;120、第一支撑杆;130、旋转滑台;131、第一旋转滑台;132、第二旋转滑台;133、第一刻度值;134、第二刻度值;20、发射端;210、太赫兹发射天线;220、第一聚焦透镜;230、第二聚焦透镜;240、第一导轨;30、接收端;310、太赫兹接收天线;320、第三聚焦透镜;330、第四聚焦透镜;340、第二导轨;341、转接板;40、样品架;410、第二支撑杆;420、微调旋钮。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图,对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例,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它实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“设置有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
太赫兹波是指频率在0.1THz~10THz之间的电磁波,具有波长短、没有电离辐射、包含丰富的光谱信息、可以鉴别物质类比和成分的特点。太赫兹光谱仪是一种用于物理学、测绘科学技术领域的物理性能测试仪器,相比于其他光谱分析和成像技术具有独特的优势。相比于X射线,太赫兹波不会引起物质损伤及光致电离;相比于无线电波,太赫兹波穿透能力强;相比于红外波段,太赫兹波能够直接获取被测样品的厚度、折射率、吸收系数。太赫兹光谱仪在医疗、食品、安全监测以及军事等领域具有较大的应用前景。
现有的太赫兹光谱仪采用的是固定方式的透射模式和反射模式,其测试平台固定在底板上,测试方法单一,不能灵活准确的对被测样品进行角度变化的测试,不利于得出不同角度的太赫兹特征信号,限制了太赫兹光谱仪在不同种类样品检测的应用。
请参阅图1和图2,图1是本申请提供的太赫兹光谱仪反射模式的结构示意图;图2是本申请提供的太赫兹光谱仪透射模式的结构示意图。
太赫兹光谱仪1包括:转台10、第一导轨240、第二导轨340。转台10中心位置上设置有样品架40;第一导轨240一端与转台10转动连接,第一导轨240上搭载有发射端20;第二导轨340一端与转台10转动连接,第二导轨340上搭载有接收端30。具体地,第一导轨240与第二导轨340相对转动,以调整发射端20、样品架40以及接收端30之间的夹角。
具体的,转台10上设置有样品架40,用于放置被测样品。样品架40上可以通过压片的方式放置粉末状的样品,也可以通过切片的方式放置小切片的原材料样品,此处不作限定。太赫兹光谱仪1中,发射端20安装在第一导轨240上,接收端30安装在第二导轨340上,第一导轨240和第二导轨340安装在可旋转的转台10上,样品架40可以安装在转台10的中心位置。
在太赫兹光谱仪1使用透射模式进行测量时,发射端20将太赫兹光谱信号聚焦于样品架40上的被测样品处,穿过被测样品后的太赫兹光谱信号传输到接收端30,接收端30接收信号后将其传输至太赫兹光谱仪1内部进行信号处理。在太赫兹光谱仪1使用反射模式进行测量时,发射端20将太赫兹光谱信号聚焦于样品架40上的被测样品处,从被测样品表面反射的太赫兹光谱信号传输到接收端30,接收端30接收信号后将其传输至太赫兹光谱仪1内部进行信号处理。
为此,在使用太赫兹光谱仪1时,将第一导轨240和第二导轨340调整到同一直线上便可使用透射模式进行测量;旋转第一导轨240与第二导轨340,调整发射端20、样品架40以及接收端30之间的夹角,使得入射到被测样品上的焦点发生变化,便可使用反射模式进行测量。
本申请所提供的太赫兹光谱仪1通过旋转第一导轨240与第二导轨340来调整发射端20与被测样品之间的入射角,以及接收端30与被测样品之间的反射角,可以灵活的在透射模式和反射模式下进行切换,并能对被测样品进行不同的角度的测量,得到不同角度的太赫兹特征信号,有利于不同种类的样品检测。
其中,转台10沿样品架40的高度方向包括底座110、第一支撑杆120和旋转滑台130;第一导轨240和/或第二导轨340通过旋转滑台130与底座110转动连接。
具体的,底座110用于安装太赫兹光谱仪1,可以通过底座110将太赫兹光谱仪1固定到其他光学平台上面;旋转滑台130用于承载天线组件;第一支撑杆120用于将旋转滑台130固定在底座110上,并支撑起旋转滑台130。可选地,可以通过螺钉、卡扣等方式将底座110可拆卸的安装于其他光学平台上,方便将太赫兹光谱仪1拆卸并维护。底座110的固定方式可以为其他现有的可拆卸固定方式,此处不作限定。
进一步地,旋转滑台130包括第一旋转滑台131和第二旋转滑台132;其中,第一旋转滑台131与第二导轨340固定连接,通过第一支撑杆120设置于底座110上;第二旋转滑台132与第一导轨240固定连接,设置于底座110上。
第一旋转滑台131用于安装搭载接收端30的第二导轨340,第一支撑杆120用于将第一旋转滑台131固定在底座110上;第二旋转滑台132用于安装搭载发射端20的第一导轨240。通过调整第一旋转滑台131与第二旋转滑台132的角度,进而对接收天线与发射天线的角度进行调整,达到测量不同角度太赫兹特征信号的效果。
进一步地,第一旋转滑台131通过转接板341与第二导轨340固定连接,转接板341用于将第二导轨340与第一导轨240设置于同一高度。
第一旋转滑台131、第二旋转滑台132沿样品架40高度方向上与转台10转动连接,第一旋转滑台131通过转接板341与第二导轨340固定连接,并使得第二导轨340与第一导轨240在同一高度,保证接收天线与发射天线在同一水平线上。
进一步地,旋转滑台130还包括旋转电机,旋转电机用于控制旋转滑台130沿转台10旋转。
在一实施例中,第一旋转滑台131与第二旋转滑台132的旋转角度由旋转电机控制,第一旋转滑台131的旋转角度为90度,第二旋转滑台132的旋转角度为360度。具体的,旋转电机可以为转向电机,在此不做限定。在另一实施例中,也可以通过手动操作对旋转滑台130进行旋转。
进一步地,样品架40通过第二支撑杆410固定于底座110上,样品架40用于放置被测样品。
可选地,第二支撑杆410上设置有微调旋钮420,微调旋钮420用于调节样品架40与底座110的相对位置。
使用太赫兹光谱仪1的反射模式进行测量时,将被测样品放置于样品架40上,发射端20发射的太赫兹波信号通过发射天线组件将信号聚焦到被测样品上,从被测样品表面反射的太赫兹光谱信号到达接收端30,接收端30接收信号并传输至太赫兹光谱仪1内部进行信号处理。此时,旋转第一旋转滑台131与第二旋转滑台132,调整第一导轨240与第二导轨340的角度,并使用微调旋钮420调节样品架40的高度位置,以调整发射端20与被测样品之间的入射角,以及接收端30与被测样品之间的反射角,达到测量不同角度样品的效果。
其中,发射端20包括与样品架40从远到近依次设置的太赫兹发射天线210、第一聚焦透镜220和第二聚焦透镜230;接收端30包括与样品架40从远到近依次设置的太赫兹接收天线310、第三聚焦透镜320和第四聚焦透镜330。
具体的,太赫兹发射天线210用于发射太赫兹波信号;第一聚焦透镜220用于将太赫兹波由发散光波信号聚焦成平行光波信号;第二聚焦透镜230用于将太赫兹波由平行光波信号聚焦成小光斑信号;第三聚焦透镜320用于将太赫兹波由发散光波信号聚焦成平行光波信号;第四聚焦透镜330用于将太赫兹波由平行光波信号聚焦成小光斑信号;太赫兹接收天线310用于接收穿过样品后的太赫兹光谱信号,并传输到太赫兹光谱仪1内部进行信号处理。
进一步地,第一导轨240上沿长度方向间隔设置有若干通孔,太赫兹发射天线210、第一聚焦透镜220和第二聚焦透镜230分别通过若干通孔固定在第一导轨240上;第二导轨340上沿长度方向间隔设置有若干通孔,太赫兹接收天线310、第三聚焦透镜320和第四聚焦透镜330分别通过若干通孔固定在第二导轨340上。
具体的,第一导轨240上沿长度方向间隔设置有若干通孔,用于安装并固定太赫兹发射天线210、第一聚焦透镜220、第二聚焦透镜230;第二导轨340上沿长度方向间隔设置有若干通孔,用于安装并固定太赫兹接收天线310、第三聚焦透镜320、第四聚焦透镜330。可以通过调整安装的通孔位置,对天线和透镜的相对位置进行调整,改变被测样品上聚焦的光波大小和位置,以适应不同样品的测量。
其中,转台10上标记有第一刻度值133和第二刻度值134,第一刻度值133用于标记第一导轨240相对于转台10的旋转角度,第二刻度值134用于标记第二导轨340相对于转台10的旋转角度。
具体的,使用第一刻度值133对和第二刻度值134对第一导轨240和第二导轨340的旋转角度进行标记。在实际操作时,能够根据第一刻度值133相应的旋转角度对第二导轨340进行调整,减少使用其他仪器辅助测量所带来的不便。
综上所述,本申请所提供的太赫兹光谱仪1至少具有以下有益效果:
本申请将太赫兹光谱仪1的发射端20安装在第一导轨240,接收端30安装在第二导轨340,第一导轨240通过第二旋转滑台132安装在可旋转的转台10上,第二导轨340通过第一旋转滑台131安装在转台10上,以通过旋转第一导轨240和第二导轨340的角度对太赫兹光谱仪1的测量模式进行切换。样品架40安装在转台10上,使用太赫兹光谱仪1进行透射模式测量时,可以将第一导轨240和第二导轨340调整至同一直线进行测量;当使用反射模式时,旋转第一导轨240和第二导轨340的角度,并通过微调旋钮420对样品架40的高度位置进行调整,可以对不同角度的被测样品进行特征分析,得到多角度的太赫兹特征信号。本申请所提供的太赫兹光谱仪1能够灵活的切换透射模式和反射模式,并能多角度测量被测样品的特性,有利于太赫兹光谱仪1在不同种类的样品检测的应用。
以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种太赫兹光谱仪,其特征在于,所述太赫兹光谱仪包括:
转台,以及设置于所述转台上的样品架;
第一导轨,一端与所述转台转动连接,所述第一导轨上搭载有发射端;
第二导轨,一端与所述转台转动连接,所述第二导轨上搭载有接收端;
其中,所述第一导轨与所述第二导轨相对转动,以调整所述发射端、所述样品架以及所述接收端之间的夹角。
2.根据权利要求1所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述转台沿所述样品架的高度方向包括底座、第一支撑杆和旋转滑台;其中,所述第一导轨和/或所述第二导轨通过所述旋转滑台与所述底座转动连接。
3.根据权利要求2所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述旋转滑台包括第一旋转滑台和第二旋转滑台;其中,第一旋转滑台与所述第二导轨固定连接,通过所述第一支撑杆设置于所述底座上;所述第二旋转滑台与所述第一导轨固定连接,设置于所述底座上。
4.根据权利要求3所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述第一旋转滑台通过转接板与所述第二导轨固定连接,所述转接板用于将所述第二导轨与所述第一导轨设置于同一高度。
5.根据权利要求2所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述旋转滑台还包括旋转电机,所述旋转电机用于控制所述旋转滑台沿所述转台旋转。
6.根据权利要求2所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述样品架通过第二支撑杆固定于所述底座上,所述样品架用于放置被测样品。
7.根据权利要求6所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述第二支撑杆上设置有微调旋钮,所述微调旋钮用于调节所述样品架与所述底座的相对位置。
8.根据权利要求1所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述发射端包括与所述样品架从远到近依次设置的太赫兹发射天线、第一聚焦透镜和第二聚焦透镜;所述接收端包括与所述样品架从远到近依次设置的太赫兹接收天线、第三聚焦透镜和第四聚焦透镜。
9.根据权利要求8所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述第一导轨上沿长度方向间隔设置有若干通孔,所述太赫兹发射天线、所述第一聚焦透镜和所述第二聚焦透镜分别通过所述若干通孔固定在所述第一导轨上;
所述第二导轨上沿长度方向间隔设置有若干通孔,所述太赫兹接收天线、所述第三聚焦透镜和所述第四聚焦透镜分别通过所述若干通孔固定在所述第二导轨上。
10.根据权利要求1所述的太赫兹光谱仪,其特征在于,
所述转台上标记有第一刻度值和第二刻度值,所述第一刻度值用于标记所述第一导轨相对于所述转台的旋转角度,所述第二刻度值用于标记所述第二导轨相对于所述转台的旋转角度。
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