[发明专利]一种太赫兹波在电力高分子复合材料中的传播特性检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种太赫兹波在电力高分子复合材料中的传播特性检测系统，其特征在于，所述传播特性检测系统包括超快钛宝石飞秒激光器、分束镜、过渡平面镜、光栅色散预补偿器、延迟扫描控制单元、光导天线THz发射器、电力高分子复合材料样品、光导天线THz接收器、二维机械扫描平移台和计算机控制及数据采集系统，所述光栅色散预补偿器通过光纤与所述延迟扫描控制单元连接，所述延迟扫描控制单元还通过光纤分别与所述光导天线THz发射器和所述光导天线THz接收器连接，所述计算机控制及数据采集系统通过数据与信号控制线分别与所述延迟扫描控制单元和所述二维机械扫描平移台实现双向通信；所述传播特性检测系统用于确定时域THz波幅值、时延、其与参考曲线的欧式距离与待测对象位置和尺寸的对应关系，确定THz波频谱在特定频率处的幅度、相位与待测对象组成的对应关系。

2.根据权利要求1所述的一种太赫兹波在电力高分子复合材料中的传播特性检测系统，其特征在于，所述超快钛宝石飞秒激光器为Vitesse 800飞秒激光器，其输出飞秒光脉宽100fs，中心波长800nm，重复频率80MHz，平均功率达1W。

3.根据权利要求2所述的一种太赫兹波在电力高分子复合材料中的传播特性检测系统，其特征在于，所述光导天线THz发射器和所述光导天线THz接收器采用采用Picometrix公司的T-Ray 5000系统，其利用光纤传输飞秒激光，不需要复杂光学元件，光路实现自由转换。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的太赫兹波在电力高分子复合材料中的传播特性检测系统的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：

步骤(1)：飞秒激光经过两级分束镜和过渡平面镜入射至光栅色散预补偿器进行正群速度色散预补偿；

步骤(2)：经过色散预补偿的飞秒激光耦合进入保偏单模光纤，并经由光纤传输到延迟扫描控制单元；

步骤(3)：飞秒激光在延迟扫描控制单元内部被分束为泵浦光和探测光；

步骤(4)：泵浦光由光纤传输至光导天线THz发射器，激发低温生长的GaAs光导天线后辐射出时域持续时间为5ps、频谱范围为0.02～2THz、平均功率为100nW的脉冲THz辐射；

步骤(5)：探测光经过延迟扫描控制单元中的延迟线由光纤传输至光导天线THz接收器，激发GaAs光导天线实现对THz辐射的瞬时电场强度测量；

步骤(6)：调节延迟装置改变两束光的时间延迟，扫描得到THz脉冲的时域波形；

步骤(7)：通过测量与电力高分子复合材料样品作用前后的THz信号提取出电力高分子复合材料样品的THz光谱信息；

步骤(8)：通过二维机械扫描平移台对样品进行二维栅格式扫描实现THz光谱检测；

步骤(9)：测量电力高分子复合材料样品各点的反射太赫兹脉冲波形，经过傅立叶变换得到对应的频谱。