[发明专利]太赫兹近场声频调制解调纳米探针阵列系统、方法、存储介质

权利要求书

1.一种纳米探针阵列装置，其特征在于，包括定向耦合器、射频混频器、次谐波混频器、IQ混频器、锁相放大器、信号发生器和纳米探针阵列；

所述定向耦合器和次谐波混频器相互配合以将所述纳米探针阵列散射回来的太赫兹波信号输送至所述IQ混频器；所述射频混频器用于将振源信号输送至IQ混频器；所述IQ混频器用于将太赫兹波信号进行混频；所述锁相放大器解调太赫兹波信号以获取生物大分子信息。

2.根据权利要求1所述的纳米探针阵列装置，其特征在于，第一本振源的信号经功率放大和倍频后输入所述定向耦合器，经由所述定向耦合器输出至所述纳米探针阵列；所述纳米探针阵列散射回来的太赫兹波信号经由所述定向耦合器进入所述次谐波混频器的RF端；第二本振源的信号经功率放大和倍频后进入所述次谐波混频器的LO端；

以及，第一本振源和第二本振源的信号分别输入所述射频混频器，且所述射频混频器的输出经功率放大和倍频后输入所述IQ混频器的LO端；所述IQ混频器的RF端与所述次谐波混频器的IF端相连；所述IQ混频器用于实现太赫兹波信号混频；所述IQ混频器的正交相分量和同相分量分别输入锁相放大器。

3.根据权利要求2所述的纳米探针阵列装置，其特征在于，所述纳米探针阵列包括若干信号发生器，各信号发生器以不同频率发生垂直向振动调制信号。

4.根据权利要求3所述的纳米探针阵列装置，其特征在于，所述锁相放大器参考输入由信号发生器提供，且锁相放大器的参考输入数量与信号发生器的数量相匹配。

5.根据权利要求4所述的纳米探针阵列装置，其特征在于，所述线性阵列的每个纳米探针的探针长度和针尖曲率半径相同。

6.一种太赫兹近场成像系统，其特征在于，所述太赫兹近场动态成像系统包括权利要求1-5任一所述的纳米探针阵列装置。

7.一种基于权利要求1-5任一所述的纳米探针阵列装置的太赫兹近场声频调制解调方法，其特征在于，包括：

将连接在音叉上的纳米探针以声波或超声波频率做纳米振幅的抖动，并选定调制频率范围和频率间隔，使用纳米探针的机械振动对近场信号进行调制；

对探测到的近场信号在机械振动的基频或者高次谐波频率处进行锁相放大，以使得未被调制的从音叉和探针锥形主体散射回来的背景信号被摒弃；

以太赫兹近场探测时间周期为扫描周期同步扫描纳米探针阵列，以使得纳米探针阵列在载物台上每步进一次就读取探测器所探测到的太赫兹近场信号。

8.根据权利要求7所述的太赫兹近场声频调制解调方法，其特征在于，将纳米探针的空间坐标和探测到的太赫兹信号作为同一个节点数据存储，以此作为一个纳米探针阵列成像像素的太赫兹近场探测时间周期。

9.根据权利要求8所述的太赫兹近场声频调制解调方法，其特征在于，通过识别来自纳米探针的太赫兹近场散射信号来标记单个纳米探针以实现每个纳米探针的太赫兹散射信号的定位解调。

10.一种存储介质，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序运行时执行权利要求7-9任一所述的太赫兹近场声频调制解调方法。