[发明专利]测量太赫兹时域光谱系统光斑位置和大小的测量仪及方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种光斑测量装置，尤其涉及一种用于测量太赫兹时域光谱系统光斑位置和大小的测量仪及其测量方法。

背景技术

对于利用电磁波进行物质和材料分析的仪器，包括光斑直径、中心位置、能量分布在内的光斑特征对前期的测试样品制作和后期的数据分析都具有重大影响。目前，人们已经发展了各种类型的光斑测量装置和测量方法，如：【1】利用扫描电荷耦合器件(CCD)测量一个狭窄的贝塞尔束斑(Measuring a narrow Bessel beam spot by scanning a charge-coupled device(CCD)pixel)，【2】使用的边界衍射波测量的激光束的光斑尺寸的方法(Method for measuring the spot size of a laser beam using a boundary-diffraction wave)。但是，以上的现有测量装置及测量方法中，测量仪器使用CCD制成阵列，并配合复杂的电路进行测量；因此，现有技术存在价格高昂、结构复杂、测量过程繁琐，并需要外接电源等缺陷。太赫兹时域光谱系统本身具有可以直接测量电磁波的相位、振幅等优点，而上述现有技术没有充分利用太赫兹时域光谱系统本身的这些特点。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种测量太赫兹时域光谱系统光斑位置和大小的测量仪及方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量太赫兹时域光谱系统光斑位置和大小的测量仪及方法，可不需要任何辅助的电源和电子电路，能够对太赫兹时域光谱系统光斑位置和大小进行检测；并且该测量仪结构简单、灵敏度高、价格低廉，测量方法简单实用。

本发明的目的是这样实现的，一种测量太赫兹时域光谱系统光斑位置和大小的测量仪，所述测量仪包括有平移台和连接在平移台上的夹持台，所述夹持台上夹持有一矩形测量板；所述测量板的测量平面与太赫兹时域光谱系统的光束呈垂直方向设置；所述测量板由至少两片不同大小的矩形测量片固定叠加构成；所述各测量片的中心对正、相对侧边平行设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述测量板由第一测量片和第二测量片叠加构成；所述第一测量片的长宽尺寸小于第二测量片的长宽尺寸。

在本发明的一较佳实施方式中，所述各测量片由聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯或石英材料制成。

在本发明的一较佳实施方式中，所述测量片上设有十字刻度线。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一测量片与第二测量片由粘合剂粘接固定。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一测量片与第二测量片一体成型构成所述测量板。

本发明的目的还可以这样实现，利用上述测量仪测量太赫兹时域光谱系统光斑位置和大小的测量方法，所述方法包括以下步骤：

(1)选择太赫兹时域光谱系统的噪声阈值信号A0；

(2)放置和调整测量仪；

(3)确认测量片的尺寸；

(4)数据测量和汇总；

(5)根据测量数据计算光斑大小；

(6)测定光斑中心位置。

在本发明的一较佳实施方式中，在步骤(2)中，根据估计的光斑大小选择适当尺寸的测量片，其中，第一测量片的面积要大于光斑面积；将测量仪放置于太赫兹时域光谱系统的载物台上，测量板的下边缘与载物台的台面平行设置；根据系统的参考光位置，调整平移台的螺旋测微器，使得第一测量片的中心对准参考光，获得双层测量片的时域光谱信号S_双，其主峰最大值记为A_双，该主峰最大值相对应的时间记为T1；然后，旋转螺旋测微器，使得参考光置于仅有第二测量片的位置，获得单层测量片的时域光谱信号S_单，其主峰最大值记为A_单，该主峰最大值相对应的时间记为T2。

在本发明的一较佳实施方式中，在步骤(3)中，在信号S_双中，寻找相对于时间T2处的振幅A_双’；如果A_双’小于或等于A0，认为第一测量片面积大于光斑面积，则进行后续测量；如果A_双’大于A0，则第一测量片面积小于光斑面积，需要重新选择测量片。