[发明专利]太赫兹吸收谱的测试样品架、切换式测试系统和测试方法

权利要求书

1.一种太赫兹吸收谱的切换式测试系统，包括：飞秒激光器、分光镜、发射器、两个离轴抛物面镜、样品架、光程调节台、反射镜、探测器、锁相放大器和计算机，其特征在于，所述样品架为太赫兹吸收谱的测试样品架；其中，

所述测试样品架包括：可旋转的转盘，所述转盘开有大小一致的样品孔和参考孔，所述样品孔和参考孔中心均位于以所述转盘的旋转轴为中心的同一圆周上；所述样品孔用于放置待测试的样品；

其中，所述测试样品架还包括可升降支座和步进电机；所述可升降支座具有一个高度可调节的支座平台；所述步进电机设置于所述可升降支座的支座平台上，所述步进电机具有一可旋转的输出轴；所述转盘的中心具有一与所述步进电机的输出轴的截面形状一致的开孔，所述步进电机的输出轴嵌套于所述转盘的中心开孔内，所述转盘与所述步进电机的输出轴固定连接，所述转盘能以该输出轴为中心随所述步进电机的输出轴作旋转运动；

其中，所述转盘上的样品孔和参考孔在以所述转盘的旋转轴为中心的同一圆周上对称设置；且所述样品架的转盘位置设置为：所述转盘旋转过程中，所述发射器发出的太赫兹波经所述离轴抛物面镜汇聚后的光束刚好穿过所述样品孔和参考孔所处圆周上；

其中，所述光程调节台的步进周期T_S，所述转盘旋转过程中样品孔到参考孔的切换时间T₁，参考孔到样品孔的切换时间T₂，发射器的方波偏置电压周期T_b，飞秒激光器的激光脉冲重复周期T_r，锁相放大器时间常数T_p之间满足以下关系：

T_S＝T₁+T₂

Min(T₁,T₂)>>T_b

T_b>>T_r

T_p<3Min(T₁,T₂)

其中，Min(T₁,T₂)表示T₁和T₂二者的最小值。

2.如权利要求1所述的太赫兹吸收谱的切换式测试系统，其特征在于，所述锁相放大器时间常数T_p之取值为满足条件T_p<3Min(T₁,T₂)的最大值。

3.一种太赫兹吸收谱的切换式测试方法，其特征在于，包括步骤：

S1：设置权利要求1所述的太赫兹吸收谱的切换式测试系统，并将待测试的样品放于所述样品孔内；

S2：预先设定光程调节台的起始位置、终止位置和移动步长；

S3：将所述光程调节台置于起始位置，令N＝1；

S4：转动所述样品架的转盘，将参考孔置于所述太赫兹吸收谱的切换式测试系统的太赫兹光路中，读取当前锁相放大器的输出信号，并将其保存为参考时域谱的第N个数据点；

S5：转动所述样品架的转盘，将样品孔置于所述太赫兹吸收谱的切换式测试系统的太赫兹光路中，读取当前锁相放大器的输出信号，并将其保存为样品时域谱的第N个数据点；

S6：判断当前光程调节台是否到达预先设定的终止位置，若是，则分别根据保存的参考时域谱的所有数据点和样品时域谱的所有数据点得到参考时域谱和样品时域谱，计算出当前待测试的样品在频域中的太赫兹吸收谱，结束测试流程；否则，将光程调节台按照预先设定的移动步长移动一步，令N＝N+1并返回执行S4。

4.如权利要求3所述的太赫兹吸收谱的切换式测试方法，其特征在于，所述S2中预先设定光程调节台的起始位置、终止位置和移动步长的方法为：

以一预定步长扫描当参考孔置于所述太赫兹吸收谱的切换式测试系统的太赫兹光路中时得到的参考信号，找到使参考信号取最大值时的光程调节台位置，然后以此位置为基准将所述光程调节台的光程差减小5ps，得到光程调节台的起始位置；

以一预定步长扫描当样品孔置于所述太赫兹吸收谱的切换式测试系统的太赫兹光路中时得到的样品信号，找到样品信号二次回波时的光程调节台位置，然后以此位置为基准将所述光程调节台的光程差增大5ps，得到光程调节台的终止位置；

根据预期的时域谱时间分辨率，乘以光速作为光程调节台的移动步长。