CN217466650U - 一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置 - Google Patents

Abstract

一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，包括用于发射太赫兹波的太赫兹发射天线，太赫兹波经第一开孔抛物镜准直、聚焦抛物镜聚焦后聚焦于所述探针上，太赫兹波经所述探针反射、聚焦抛物镜反射、第二开孔抛物镜聚焦后由太赫兹接收天线接收；第一开孔抛物镜、第二开孔抛物镜上设置有透光孔，可见光发射源发射的指引可见光穿过所述透光孔后，指引可见光的光轴与所述太赫兹波的光轴同轴。本实用新型利用的开孔离轴抛物面镜能够有效地提高聚焦效果、聚焦强度，且相较于传统的太赫兹透镜，在反射太赫兹波过程中不会造成太赫兹信号的衰减，进而有效地提升近场散射信号的信噪比。

Description

一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置

技术领域

本实用新型涉及扫描近场光学显微镜技术领域，具体涉及一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置。

背景技术

太赫兹波是介于毫米波和红外之间的一段电磁辐射。与微波相比，太赫兹波波长更短、成像分辨率更高；与红外相比，太赫兹波对物质的穿透性更强，可以对一些红外成像无法穿透的领域进行成像。太赫兹技术经过几十年的发展，已经广泛应用于安检成像，无损检测，生物医疗成像等领域。

和传统光学成像一样，太赫兹波成像无法突破衍射极限的制约，因此理论成像分辨率极限为半波长150μm(1THz，波长300μm)，实际成像效果分辨率约为毫米量级。依据为散射式近场成像技术，可以将太赫兹波与原子力显微镜相结合以实现超分辨成像，具体成像分辨率取决于太赫兹散射式近场显微镜(THz-SNOM)的探针针尖的曲率半径。由于太赫兹波不可见，因此使用该技术的一大难点在于如何有效地将太赫兹波聚焦到探针针尖处从而提高信噪比。

目前，常用的聚焦方式是采用同轴红光进行有效指引，这也是红外近场光学显微镜的调节方法。然而，相较于红外，太赫兹波的波长要大很多，其功率相比红外源也要弱很多，导致太赫兹波在探针针尖处的聚焦强度远小于红外光。传统的红光同轴指引方式主要将太赫兹波经太赫兹透镜准直后再经过ITO玻璃反射进行，也即ITO玻璃反射太赫兹波并透射红光，从而使得太赫兹波与红光同轴。但是，采用太赫兹透镜反射会导致太赫兹信号强度有接近10％的衰减(根据材料的透过率决定)，进一步降低太赫兹波在探针针尖处的聚焦强度。此外，对于目前广泛使用的宽频太赫兹源，如基于天线和基于非线性晶体的太赫兹时域光谱系统，由于存在不同的频率分量，采用透镜聚焦会引入色散分量，从而导致聚焦点不在空间同一点上，降低聚焦强度，影响聚焦效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其通过开设有透光孔的抛物镜代替太赫兹透镜来准直、聚焦太赫兹波，指引可见光在穿过透光孔后与太赫兹波同轴，解决了传统的太赫兹光路指引装置中太赫兹透镜会降低太赫兹信号强度，以及太赫兹透镜聚焦效果差的问题，有效地提高了聚焦效果，提升了近场散射信号的信噪比。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，包括太赫兹发射天线、太赫兹接收天线、聚焦抛物镜、探针和可见光发射源，还包括第一开孔抛物镜、第二开孔抛物镜，其中，所述太赫兹发射天线用于发射太赫兹波，所述太赫兹波经所述第一开孔抛物镜准直、聚焦抛物镜聚焦后聚焦于所述探针上，所述太赫兹波经所述探针反射、聚焦抛物镜反射、第二开孔抛物镜聚焦后由所述太赫兹接收天线接收；所述第一开孔抛物镜、第二开孔抛物镜上设置有透光孔，所述可见光发射源发射的指引可见光穿过所述透光孔后，所述指引可见光的光轴与所述太赫兹波的光轴同轴。

与现有技术相同的是，太赫兹波光路指引装置包括太赫兹发射天线、太赫兹接收天线、聚焦抛物镜和探针。其中，太赫兹发射天线用于发射太赫兹波，太赫兹波入射到聚焦抛物镜后，经聚焦抛物镜聚焦于探针的针尖上，经探针的针尖、将聚焦抛物镜反射后，太赫兹波被太赫兹接收天线接收。可见光发射源用于发射指引可见光，利用太赫兹透镜使得指引可见光与太赫兹波同轴后，实现指引的目的。

与现有技术不同的是，本技术方案中采用第一开孔抛物镜、第二开孔抛物镜替换传统太赫兹波光路指引装置中使用的太赫兹透镜。

具体地，第一开孔抛物镜、第二开孔抛物镜结构相同，均为开设有透光孔的离轴抛物面镜。第一、第二开孔抛物镜上设置的透光孔贯穿抛物面镜、连通抛物面镜的背部及镜面，以使指引可见光能够穿过透光孔。为了确保穿过透光孔的指引可见光与太赫兹波的光轴同轴，第一开孔抛物镜的透光孔的中轴线应当平行于第一开孔抛物镜的准直方向，同理地，第二开孔抛物镜的透光孔的中轴线应当平行于太赫兹波入射第二开孔抛物镜镜面的入射方向。

相较于传统的太赫兹透镜，开孔离轴抛物面镜能够利用离轴抛物面镜的特点反射太赫兹波，使太赫兹波的聚焦点更好地位于空间同一点上，有效地提高聚焦效果和聚焦强度，同时，利用透光孔实现指引可见光的穿过、以及与太赫兹波的同轴传播，不会造成太赫兹波的强度衰减，进一步提高探针针尖处的太赫兹波聚焦强度。

在本技术方案中，太赫兹发射天线位于第一开孔抛物镜的入射侧而聚焦抛物镜位于第一开孔抛物镜的出射侧，相反地，太赫兹接收天线位于第二开孔抛物镜的出射侧而聚焦抛物镜位于第二开孔抛物镜的入射侧。

使用时，太赫兹发射天线发射的太赫兹波入射至第一开孔抛物镜，第一开孔抛物镜用于准直太赫兹波，使太赫兹波平行出光，从而为后续聚焦抛物镜聚焦提供保证，随后，太赫兹波进入聚焦抛物镜后，经聚焦抛物镜的聚焦镜面聚焦于焦点处的探针针尖上，此为发射光路；太赫兹波经探针针尖反射至聚焦抛物镜后，经聚焦抛物镜反射，入射第二开孔抛物镜，第二开孔抛物镜将入射的太赫兹波聚焦于太赫兹接收天线以接收太赫兹波，此为接收光路。在太赫兹波的收发过程中，可见光发射源发射的指引可见光穿过开孔抛物镜的透光孔后，与太赫兹波同轴，以实现快速、方便地将太赫兹波聚焦到探针的针尖处。

可见光发射源的数量可以为一个或多个。在部分实施例中，可以采用单一可见光发射源，可见光发射源发射的指引可见光的光路与太赫兹波相同，在聚焦于探针上后反射至聚焦抛物镜，经聚焦抛物镜反射后穿过第二开孔抛物镜的透光孔。在部分实施例中，也可以设置两个可见光发射源，两个可见光发射源分别对应第一和第二开孔抛物镜，以分别调整、校准发射光路和接收光路。

通过上述光路指引装置，不仅可以将不可见的太赫兹波与可见的指引可见光做成同轴光路，利用指引可见光进行光路指引，实现快速、便捷、聚焦抛物面镜的调节，更重要的是，开孔离轴抛物面镜能够有效地提高聚焦效果、聚焦强度，且相较于传统的太赫兹透镜，在反射太赫兹波过程中不会造成太赫兹信号的衰减，进而有效地提升近场散射信号的信噪比。

作为本实用新型中透光孔的优选直径，所述透光孔的直径为所述指引可见光的直径的1～1.2倍。透光孔用于确保准直的同轴红光能够顺利地穿过开孔抛物镜并与太赫兹同轴传播。若透光孔的直径过大，将损失较多的太赫兹信号辐射强度，而透光孔的直径过小又将导致可见光无法穿过开孔抛物镜与太赫兹波同轴。因此，鉴于透光孔直径的设置应当最大限度确保可见光通过，同时将太赫兹辐射强度损失降至最低，本技术方案中，透光孔的直径优选为所采用的指引可见光的直径的1～1.2倍。

作为本实用新型的一种优选实施方式，光路指引装置还包括第一搭载件和第二搭载件，所述第一搭载件上安装有所述太赫兹发射天线、第一开孔抛物镜，所述第二搭载件上安装有所述太赫兹接收天线、第二开孔抛物镜，所述第一搭载件和/或第二搭载件上安装有所述可见光发射源。

本技术方案中，第一搭载件上安装有发射光路上的太赫兹发射天线和第一开孔抛物镜，第二搭载件上安装有接收光路上的太赫兹接收天线和第二开孔抛物镜。在设置单一可见光发射源的实施方案中，可见光发射源可以设置在第一搭载件或第二搭载件上，在设置多个可见光发射源的实施方案中，多个可见光发射源可全部设置在第一搭载件或第二搭载件上，也可以一部分设置在第一搭载件上，另一部分设置在第二搭载件上。

当搭载件上的可见光发射源、开孔抛物镜、太赫兹接天线的相对位置、角度调节后，可以通过搭载件实现各元件相对于聚焦抛物镜、金属探针的整体移动，也可实现搭载件上各元件的快速拆装，光路重复性好。

本技术方案中，第一搭载件和第二搭载件上除了设置可见光发射源、太赫兹天线、开孔抛物镜外，还设置有反射镜、光阑等光学元件以提高光路调节、校准的准确性。

进一步地，所述可见光发射源包括安装于所述第一搭载件上的第一可见光发射源，以及安装于所述第二搭载件上的第二可见光发射源。通过设置第一、第二可见光发射源，能够独立地调整第一搭载件、第二搭载件上的各光学元件的位置、角度，调整、校准的效率更高；并且，当两个可见光发射源发出的指引可见光重合时即表明光路调节完成，调整的准确性更好。

进一步地，所述第一可见光发射源和第一开孔抛物镜之间设置有第一反射镜，所述第一可见光发射源发射的指引可见光经所述第一反射镜反射后穿过所述第一开孔抛物镜的透光孔；所述第二可见光发射源和第二开孔抛物镜之间设置有第二反射镜，所述第二可见光发射源发射的指引可见光经所述第二反射镜反射后穿过所述第二开孔抛物镜的透光孔。第一可见光发射源位于第一反射镜的入射侧，第一开孔抛物镜位于第一反射镜的出射侧，同理地，第二可见光发射源位于第二反射镜的入射侧，第二开孔抛物镜位于第二反射镜的出射侧。第一、第二反射镜主要用于准直可见光发射源发出的指引可见光，确保指引可见光经过经过开孔抛物镜后成为严格的直线光束。

进一步地，所述第一可见光发射源和所述第一反射镜之间设置有第一光阑，所述第二可见光发射源和所述第二反射镜之间设置有第二光阑。本技术方案中，可见光发射光源位于光阑的入射侧，反射镜位于光阑的出射侧。光阑的大小可调，确保光阑中心即为光路中心，调节可见光发射源的调节镜架即可将指引可见光调节进入光阑中心。光阑、光阑与开孔抛物镜之间的反射镜、可见光发射源共同组成可见光调节准直部分，以确保指引可见光经过开孔抛物镜后成为严格的直线光束。此外，光阑还能够用于指引可见光的校准。具体地，在一个或多个实施例中，在聚焦抛物镜上设置有校准镜面，指引可见光进入光阑中心后，通过调节光阑可以调节指引可见光的入射点位置，经过聚焦抛物镜的校准镜面反射后调节入射光的姿态，确保与聚焦抛物镜镜面垂直入射。

进一步地，还包括底座，所述底座的上表面与所述第一搭载件、第二搭载件的下表面磁吸连接。本技术方案中，底座和搭载件之间通过磁吸连接不仅可以实现搭载件在底座上的快速拆装，而且搭载件能够灵活地在底座上移动。

进一步地，所述第一搭载件上设置有至少一个第三反射镜，所述至少一个第三反射镜位于所述第一开孔抛物镜和所述聚焦抛物镜之间；所述第二搭载件上设置有至少一个第四反射镜，所述至少一个第四反射镜位于所述第二开孔抛物镜和所述聚焦抛物镜之间。第一搭载件和第二搭载件上还分别设置有第三反射镜和第四反射镜。在校准指引可见光时，第三反射镜、第四反射镜配合光阑，在入射光入射聚焦抛物镜的校准镜面并反射后，可以通过调节第三、第四反射镜在光阑处观察到返回光，从而实现指引可见光的校准。

进一步地，第一开孔抛物镜和所述聚焦抛物镜之间设置有一个第三反射镜，所述第二开孔抛物镜和所述聚焦抛物镜之间设置有一个第四反射镜。考虑到太赫兹波的波长与光波段相比较长，在准直后其光束也存在一定的发散角，因此光束准直性在太赫兹与指引可见光光路同轴后，应当尽量减少反射镜数量，减少强度损失。所以，本技术方案中，优选的，仅设置一个第三反射镜和一个第四反射镜。

进一步地，所述聚焦抛物镜包括聚焦镜面，以及位于所述聚焦镜面两侧的第一校准镜面和第二校准镜面，所述第一校准镜面和第二校准镜面垂直于所述指引可见光的光轴。聚焦抛物镜上的两个校准镜面采用了精密抛光，能够实现全反射。校准镜面的作用在于对指引可见光光路进行校准，确保指引可见光能够垂直入射聚焦镜面，进而确保同轴的太赫兹波的垂直入射。在校准时，以发射光路为例，通过调节第一光阑、第一反射镜以调节指引可见光，即入射光在第一校准镜面上的入射点位置，经过第一校准镜面反射后，调节第三反射镜以使得反射光通过第一光阑，从而完成指引可见光校准。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型不仅可以将不可见的太赫兹波与可见的指引可见光做成同轴光路，利用指引可见光进行光路指引，实现快速、便捷、聚焦抛物面镜的调节，更重要的是，开孔离轴抛物面镜能够有效地提高聚焦效果、聚焦强度，且相较于传统的太赫兹透镜，在反射太赫兹波过程中不会造成太赫兹信号的衰减，进而有效地提升近场散射信号的信噪比；

2、本实用新型通过将光阑、反射镜、太赫兹天线、开孔抛物镜设置在搭载件上，可以在各元件位置、角度调节后，快速地进行拆装，光路重复性好，此外，搭载件能够相较于聚焦抛物镜整体移动，允许在指引前对指引可见光进行校准；

3、本实用新型将透光孔的直径设置为采用的指引可见光的直径的1～1.2倍，能够最大限度地确保可见光通过，同时将太赫兹辐射强度损失降至最低；

4、本实用新型通过设置光阑，并在聚焦抛物镜上设置校准镜面，能够在指引前对指引可见光进行校准，进一步提高指引的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型具体实施例的指引装置的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中开孔抛物镜的剖视示意图；

图3为本实用新型具体实施例中聚焦抛物镜的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例中指引装置在校准时的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

10-第一搭载件，11-太赫兹发射天线，12-第一可见光发射源，13-第一反射镜，14-第一开孔抛物镜，15-第三反射镜，16-第一光阑；141-透光孔，142-镜面；

20-第二搭载件，21-太赫兹接收天线，22-第二可见光发射源，23-第二反射镜，24-第二开孔抛物镜，25-第四反射镜，26-第二光阑；

30-聚焦抛物镜，31-第一校准镜面，32-第二校准镜面，33-聚焦镜面，40-探针，50-太赫兹波，60-指引可见光，70-笼式结构。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1：

如图1和图2所示的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，包括太赫兹发射天线11、太赫兹接收天线21、聚焦抛物镜30、探针40和可见光发射源，还包括第一开孔抛物镜14、第二开孔抛物镜24，其中，所述太赫兹发射天线11用于发射太赫兹波50，所述太赫兹波50经所述第一开孔抛物镜14准直、聚焦抛物镜30聚焦后聚焦于所述探针40上，所述太赫兹波50经所述探针40反射、聚焦抛物镜30反射、第二开孔抛物镜24聚焦后由所述太赫兹接收天线21接收；所述第一开孔抛物镜14、第二开孔抛物镜24上设置有透光孔141，所述可见光发射源发射的指引可见光60穿过所述透光孔141后，所述指引可见光60的光轴与所述太赫兹波50的光轴同轴。

本实施例中，采用第一开孔抛物镜、第二开孔抛物镜替换传统太赫兹波光路指引装置中使用的太赫兹透镜。相较于传统的太赫兹透镜，开孔离轴抛物面镜能够利用离轴抛物面镜的特点反射太赫兹波，使太赫兹波的聚焦点更好地位于空间同一点上，有效地提高聚焦效果和聚焦强度，同时，利用透光孔实现指引可见光的穿过、以及与太赫兹波的同轴传播，不会造成太赫兹波的强度衰减，进一步提高探针针尖处的太赫兹波聚焦强度。

使用时，太赫兹发射天线发射的太赫兹波入射至第一开孔抛物镜，第一开孔抛物镜用于准直太赫兹波，使太赫兹波平行出光，从而为后续聚焦抛物镜聚焦提供保证，随后，太赫兹波进入聚焦抛物镜后，经聚焦抛物镜的聚焦镜面聚焦于焦点处的探针针尖上，此为发射光路；太赫兹波经探针针尖反射至聚焦抛物镜后，经聚焦抛物镜反射，入射第二开孔抛物镜，第二开孔抛物镜将入射的太赫兹波聚焦于太赫兹接收天线以接收太赫兹波，此为接收光路。在太赫兹波的收发过程中，可见光发射源发射的指引可见光穿过开孔抛物镜的透光孔后，与太赫兹波同轴，以实现快速、方便地将太赫兹波聚焦到探针的针尖处。

在一个或多个实施例中，可见光发射源的数量可以为一个或多个。在一个或多个实施例中，所述可见光发射源为LED灯，优选地，所述LED灯为红光LED灯。在一个或多个实施例中，可见光发射源还包括调节镜架，所述调节镜架用于微调LED灯的高低、左右方向。

在部分优选的实施例中，太赫兹天线优选采用1550nm，780nm，1030nm飞秒激光激发的太赫兹天线，太赫兹发射、接收天线构成太赫兹时域光谱的发射和接收装置，产生的太赫兹波重复频率为100MHz，脉宽为1ps左右，频谱宽度0.1～5THz，单次信噪比大于65dB，1000次平均采样信噪比大于90dB。当然，太赫兹天线还可采用其他波长飞秒激光激发的太赫兹天线。

在部分优选的实施例中，第一、第二开孔抛物镜的直径为25.4mm，反射焦距为50.8mm，反射角度为90°。

在部分实施例中，所述透光孔141的直径为所述指引可见光60的直径的1～1.2倍。鉴于透光孔直径的设置应当最大限度确保可见光通过，同时将太赫兹辐射强度损失降至最低，本实施例中，透光孔的直径优选为所采用的指引可见光的直径的1～1.2倍。例如，对于准之后直径为2.5mm的可见光，透光孔的直径优选设置为2.5～3mm。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1所示，还包括第一搭载件10和第二搭载件20，所述第一搭载件10上安装有所述太赫兹发射天线11、第一开孔抛物镜14，所述第二搭载件20上安装有所述太赫兹接收天线21、第二开孔抛物镜24，所述第一搭载件10和/或第二搭载件20上安装有所述可见光发射源。

当搭载件上的可见光发射源、开孔抛物镜、太赫兹接天线的相对位置、角度调节后，可以通过搭载件实现各元件相对于聚焦抛物镜、金属探针的整体移动，也可实现搭载件上各元件的快速拆装，光路重复性好。

在部分实施例中，第一、第二搭载件可拆卸地设置于底座上，例如螺纹连接、卡接，通过快速拆装搭载件，实现发射模块、接收模块的快速拆装。在部分优选的实施例中，搭载件上设置有滑块，底座上设置有滑轨，通过滑块与滑轨的滑动配合，能够进一步实现搭载件在底座上沿指定方向移动，便于调节第一、第二搭载件相对于聚焦抛物镜移动。

在部分优选的实施例中，还包括底座，所述底座的上表面与所述第一搭载件10、第二搭载件20的下表面磁吸连接。在一个或多个实施例中，所述搭载件底面设置有磁体，底座为能够被所述磁体吸附的金属材料制成。在一个或多个实施例中，所述底座表面设置有磁体，搭载件底部设置有能够被所述磁体吸附的金属层。在一个或多个实施例中，所述底座、搭载件上均设置有能够相互吸引的磁体。在一个或多个实施例中，所述磁体既可以是永磁铁，也可以是电磁铁。

在部分实施例中，所述可见光发射源包括安装于所述第一搭载件10上的第一可见光发射源12，以及安装于所述第二搭载件20上的第二可见光发射源22。通过设置第一、第二可见光发射源，能够独立地调整第一搭载件、第二搭载件上的各光学元件的位置、角度，调整、校准的效率更高；并且，当两个可见光发射源发出的指引可见光重合时即表明光路调节完成，调整的准确性更好。

在部分实施例中，如图3和图4所示，所述聚焦抛物镜30包括聚焦镜面33，以及位于所述聚焦镜面33两侧的第一校准镜面31和第二校准镜面32，所述第一校准镜面31和第二校准镜面32垂直于所述指引可见光60的光轴。聚焦抛物镜上的两个校准镜面采用了精密抛光，能够实现全反射。校准镜面的作用在于对指引可见光光路进行校准，确保指引可见光能够垂直入射聚焦镜面，进而确保同轴的太赫兹波的垂直入射。

实施例3：

在上述实施例的基础上，如图1至图4所示，所述第一可见光发射源12和第一开孔抛物镜14之间设置有第一反射镜13，所述第一可见光发射源12发射的指引可见光经所述第一反射镜13反射后穿过所述第一开孔抛物镜14的透光孔；所述第二可见光发射源22和第二开孔抛物镜24之间设置有第二反射镜23，所述第二可见光发射源22发射的指引可见光经所述第二反射镜23反射后穿过所述第二开孔抛物镜24的透光孔；所述第一可见光发射源12和所述第一反射镜13之间设置有第一光阑16，所述第二可见光发射源22和所述第二反射镜23之间设置有第二光阑26。

本实施例中，第一、第二反射镜主要用于准直可见光发射源发出的指引可见光。光阑、光阑与开孔抛物镜之间的反射镜、可见光发射源共同组成可见光调节准直部分，以确保指引可见光经过开孔抛物镜后成为严格的直线光束。

在部分实施例中，所述第一搭载件10上设置有至少一个第三反射镜15，所述至少一个第三反射镜15位于所述第一开孔抛物镜14和所述聚焦抛物镜30之间；所述第二搭载件20上设置有至少一个第四反射镜25，所述至少一个第四反射镜25位于所述第二开孔抛物镜24和所述聚焦抛物镜30之间。

如图4所示，在校准指引可见光时，以第一搭载件为例，第一可见光发射源12发射的入射光经过光阑后入射第一反射镜，随后入射光经第一反射镜反射后穿过第一开孔抛物镜的透光孔准直，之后经第三反射镜反射后入射到第一校准镜面31上，入射光光路如图4中实线所示，第一校准镜面31全反射形成返回光，返回光经第三反射镜、透光孔、第一反射镜后通过光阑，返回光光路如图4中虚线所示，即实现指引可见光的校准，校准后确保指引可见光能够垂直入射聚焦镜面，进而确保同轴的太赫兹波的垂直入射。在校准过程中，可整体移动搭载件以将入射光调整至第一校准镜面上；通过调节第一/第二反射镜能够准直指引可见光，使其经过开孔抛物镜的透光孔；通过调节第三/第四反射镜使得返回光能够经过光阑小孔；通过调节光阑能够调节入射光在校准镜面上的入射点位置。

在一个或多个实施例中，第一可见光发射源、第一光阑、第一反射镜可通过一体化的笼式结构进行固定，确保光路紧凑稳定，同理地，第二可见光发射源、第二光阑、第二反射镜亦可通过笼式结构进行固定。在部分优选的实施例中，笼式结构中进一步固定太赫兹天线和开孔抛物镜，以使得可见光发射源、光阑、反射镜、太赫兹天线、开孔抛物镜能够紧凑、稳定地连接在一起，显著地提高了系统光路稳定性和集成性，使得光路更加优化，更大程度地保留太赫兹波的强度。

实施例4：

在上述实施例的基础上，第一开孔抛物镜14和所述聚焦抛物镜30之间设置有一个第三反射镜15，所述第二开孔抛物镜24和所述聚焦抛物镜30之间设置有一个第四反射镜25。

考虑到太赫兹波的波长与光波段相比较长，在准直后其光束也存在一定的发散角，因此光束准直性在太赫兹与指引可见光光路同轴后，应当尽量减少反射镜数量，减少强度损失。所以本实施例中仅设置一个第三反射镜和一个第四反射镜。

本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(例如第一搭载件、第二搭载件，第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，包括太赫兹发射天线(11)、太赫兹接收天线(21)、聚焦抛物镜(30)、探针(40)和可见光发射源，其特征在于，还包括第一开孔抛物镜(14)、第二开孔抛物镜(24)，其中，所述太赫兹发射天线(11)用于发射太赫兹波(50)，所述太赫兹波(50)经所述第一开孔抛物镜(14)准直、聚焦抛物镜(30)聚焦后聚焦于所述探针(40)上，所述太赫兹波(50)经所述探针(40)反射、聚焦抛物镜(30)反射、第二开孔抛物镜(24)聚焦后由所述太赫兹接收天线(21)接收；

所述第一开孔抛物镜(14)、第二开孔抛物镜(24)上设置有透光孔(141)，所述可见光发射源发射的指引可见光(60)穿过所述透光孔(141)后，所述指引可见光(60)的光轴与所述太赫兹波(50)的光轴同轴。

2.根据权利要求1所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，所述透光孔(141)的直径为所述指引可见光(60)的直径的1～1.2倍。

3.根据权利要求1所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，还包括第一搭载件(10)和第二搭载件(20)，所述第一搭载件(10)上安装有所述太赫兹发射天线(11)、第一开孔抛物镜(14)，所述第二搭载件(20)上安装有所述太赫兹接收天线(21)、第二开孔抛物镜(24)，所述第一搭载件(10)和/或第二搭载件(20)上安装有所述可见光发射源。

4.根据权利要求3所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，所述可见光发射源包括安装于所述第一搭载件(10)上的第一可见光发射源(12)，以及安装于所述第二搭载件(20)上的第二可见光发射源(22)。

5.根据权利要求4所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，所述第一可见光发射源(12)和第一开孔抛物镜(14)之间设置有第一反射镜(13)，所述第一可见光发射源(12)发射的指引可见光经所述第一反射镜(13)反射后穿过所述第一开孔抛物镜(14)的透光孔；所述第二可见光发射源(22)和第二开孔抛物镜(24)之间设置有第二反射镜(23)，所述第二可见光发射源(22)发射的指引可见光经所述第二反射镜(23)反射后穿过所述第二开孔抛物镜(24)的透光孔。

6.根据权利要求5所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，所述第一可见光发射源(12)和所述第一反射镜(13)之间设置有第一光阑(16)，所述第二可见光发射源(22)和所述第二反射镜(23)之间设置有第二光阑(26)。

7.根据权利要求3～6中任一项所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，还包括底座，所述底座的上表面与所述第一搭载件(10)、第二搭载件(20)的下表面磁吸连接。

8.根据权利要求7所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，所述第一搭载件(10)上设置有至少一个第三反射镜(15)，所述至少一个第三反射镜(15)位于所述第一开孔抛物镜(14)和所述聚焦抛物镜(30)之间；所述第二搭载件(20)上设置有至少一个第四反射镜(25)，所述至少一个第四反射镜(25)位于所述第二开孔抛物镜(24)和所述聚焦抛物镜(30)之间。

9.根据权利要求8所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，第一开孔抛物镜(14)和所述聚焦抛物镜(30)之间设置有一个第三反射镜(15)，所述第二开孔抛物镜(24)和所述聚焦抛物镜(30)之间设置有一个第四反射镜(25)。

10.根据权利要求7所述的一种太赫兹近场光学显微镜光路指引装置，其特征在于，所述聚焦抛物镜(30)包括聚焦镜面(33)，以及位于所述聚焦镜面(33)两侧的第一校准镜面(31)和第二校准镜面(32)，所述第一校准镜面(31)和第二校准镜面(32)垂直于所述指引可见光(60)的光轴。

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