[发明专利]太赫兹频谱校准系统及方法

权利要求书

1.一种太赫兹频谱校准系统，其特征在于，包括：激光光源、太赫兹波产生单元、探测单元、太赫兹光路、准直光路、透射反射片、分光元件和标准量具；

所述激光光源用于产生同源的泵浦光束和探测光束；所述太赫兹波产生单元用于接收泵浦光束以产生同源太赫兹波；所述太赫兹光路用于传输太赫兹波，使太赫兹波以45°角入射所述透射反射片并反射后，在所述探测单元聚焦；所述标准量具为固体平板；

所述分光元件用于将探测光束分为两路，使一路作为探测光以45°角入射所述透射反射片并透射后，在所述探测单元聚焦；另一路则作为准直光通过所述准直光路，在所述透射反射片处透射后，反向输入所述太赫兹光路；

所述太赫兹光路对太赫兹波进行两次准直和两次聚焦，第一次聚焦形成聚焦测量点，第二次聚焦输入所述探测单元；所述聚焦测量点用于设置标准量具或待测样品；

所述太赫兹光路包括第一至第四抛物面镜和过滤片；

第一抛物面镜用于将所述太赫兹波产生单元产生的太赫兹波准直，第二抛物面镜用于将准直的太赫兹波聚焦形成聚焦测量点，第三抛物面镜用于将通过聚焦测量点后的太赫兹波再次准直，第四抛物面镜用于将再次准直太赫兹波汇聚，并经所述透射反射片反射后在所述探测单元聚焦；所述过滤片设置在所述第一抛物面镜和所述第二抛物面镜之间，用于过滤得到的太赫兹波；

所述准直光路包括半波片、第三透镜、两个反射镜和两个小孔光阑；

所述半波片用于调整所述准直光的偏振方向至垂直于所述探测光；两个反射镜呈直角相对间隔设置，用于调整所述准直光的传播方向以反向输入所述太赫兹光路；所述第三透镜用于调整所述准直光的聚焦点，以模拟太赫兹波在所述太赫兹光路中的准直与聚焦；两个所述小孔光阑平行相对设置在出射的反射镜与所述透射反射片之间，用于定位，使入射所述透射反射片的所述准直光与太赫兹波共线。

2.根据权利要求1所述的太赫兹频谱校准系统，其特征在于：所述透射反射片为ITO玻璃。

3.根据权利要求2所述的太赫兹频谱校准系统，其特征在于：还包括第一分光片、第一透镜、第二透镜和至少三个反射镜；所述分光元件为第二分光片；

所述第一分光片用于将所述激光光源产生的激光分为所述泵浦光束和所述探测光束；所述第一透镜用于将所述泵浦光束聚焦后输入所述太赫兹波产生单元；至少三个反射镜用于调整所述探测光束的传输光路以入射所述第二分光片；所述第二分光片用于将入射的所述探测光束分为两路；所述第二透镜用于将探测光在所述探测单元中聚焦。

4.一种太赫兹频谱校准方法，其特征在于：采用如权利要求1-3任一项所述的太赫兹频谱校准系统进行操作，具体包括如下步骤：

S1、调整太赫兹光路和探测光束的光路，使太赫兹波与探测光聚焦进入探测单元；

S2、利用探测单元获取入射探测单元的太赫兹波和探测光共线时的太赫兹时域波形作为参考信号

S3、调整准直光路，使入射透射反射片的准直光与探测光互相垂直，利用可见的准直光对所述太赫兹光路中的光学器件位置进行校正；

S4、在太赫兹光路中放置标准量具，利用可见的准直光使标准量具垂直于入射的太赫兹波；

S5、利用探测单元获取太赫兹波透过标准量具之后的太赫兹时域波形作为标准量具信号

S6、将参考信号和标准量具信号进行傅里叶变换，得到对应的频谱，根据公式获得太赫兹透过标准量具形成的标准量具振荡的实际值；

S7、将标准量具振荡的实际值，与根据标准量具的厚度和材料参数计算的理论值进行比较，得到波峰和波谷处的频点误差，实现太赫兹频谱校准。

5.根据权利要求4所述的太赫兹频谱校准方法，其特征在于：

所述步骤S2中，利用探测单元获取入射探测单元的太赫兹波和探测光共线时的太赫兹时域波形作为参考信号时，根据探测到的太赫兹波波形调整太赫兹光路和探测光束的光路，当探测效率最高时，入射探测单元的太赫兹波和探测光共线。