[发明专利]太赫兹时域光谱系统及其测量单晶金刚石光电参数的方法

权利要求书

1.一种太赫兹时域光谱系统，其特征在于，包括飞秒激光器、分束器、泵浦光路、探测光路、充气室、低温恒温器、锁相放大器、数据处理装置以及计算机，所述泵浦光路包括光学斩波器、太赫兹波发射器、第一离轴抛物面镜组、样品架、第二离轴抛物面镜组、半透半反射镜和太赫兹波探测器，所述探测光路包括光学时延镜组和光程调节装置，所述探测光路从所述半透半反射镜汇入所述泵浦光路；

所述太赫兹波发射器、所述第一离轴抛物面镜组、所述样品架、所述第二离轴抛物面镜组、所述半透板反射镜和所述太赫兹波探测器设置于所述充气室内，所述低温恒温器用于对所述样品架上的样品进行降温，所述太赫兹波探测器与所述锁相放大器相连，所述锁相放大器与所述数据处理装置相连，所述数据处理装置与所述计算机相连。

2.根据权利要求1所述的太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述太赫兹波发射器为ZnTe晶体太赫兹波发射器，所述太赫兹波探测器为ZnTe晶体太赫兹波探测器。

3.根据权利要求1所述的太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述充气室内的填充气体为氮气。

4.根据权利要求1所述的太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述光学斩波器与所述太赫兹波发射器之间设置第一反射镜。

5.根据权利要求1所述的太赫兹时域光谱系统，其特征在于，所述光学时延镜组与所述半透半反射镜之间设置有第二反射镜。

6.一种太赫兹时域光谱系统测量单晶金刚石光电参数的方法，其特征在于，包括：

搭建太赫兹时域光谱系统，所述太赫兹时域光谱系统包括飞秒激光器、分束器、泵浦光路、探测光路、充气室、低温恒温器、锁相放大器、数据处理装置以及计算机，所述泵浦光路包括光学斩波器、太赫兹波发射器、第一离轴抛物面镜组、样品架、第二离轴抛物面镜组、半透半反射镜和太赫兹波探测器，所述探测光路包括光学时延镜组和光程调节装置，所述探测光路从所述半透半反射镜汇入所述泵浦光路；

所述太赫兹波发射器、所述第一离轴抛物面镜组、所述样品架、所述第二离轴抛物面镜组、所述半透板反射镜和所述太赫兹波探测器设置于所述充气室内，所述低温恒温器用于对所述样品架上的样品进行降温，所述太赫兹波探测器与所述锁相放大器相连，所述锁相放大器与所述数据处理装置相连，所述数据处理装置与所述计算机相连；

在不放置单晶金刚石薄片，且向所述充气室充入固定百分比体积的氮气的情况下，通过所述低温恒温器调节所述样品架样品放置区域的温度至测试温度，利用所述太赫兹时域光谱系统测量无单晶金刚石薄片时的参考时域光谱；

在放置单晶金刚石薄片，且向所述充气室充入固定百分比体积的氮气的情况下，通过所述低温恒温器调节所述样品架上所述单晶金刚石薄片的温度至测试温度，利用所述太赫兹时域光谱系统测量有所述单晶金刚石薄片时的样品时域光谱；

对所述参考时域光谱和所述样品时域光谱进行傅里叶转换，获得参考频域光谱和样品频域光谱；

通过所述样品频域光谱的振幅值与所述样品频域光谱的振幅值的平方比计算得到所述测试温度下所述单晶金刚石薄片的透射率。

7.根据权利要求1所述的太赫兹时域光谱系统测量单晶金刚石光电参数的方法，其特征在于，还包括：

通过所述样品频域光谱的振幅值、所述参考频域光谱的振幅值和所述单晶金刚石的厚度，并利用所述样品频域光谱和所述参考频域光谱的振幅比与复光导电率的关系公式，计算得到所述测试温度下所述单晶金刚石薄片的复光导电率。

8.根据权利要求6所述的太赫兹时域光谱系统测量单晶金刚石光电参数的方法，其特征在于，所述测试温度为1.5K、5K、10K、20K、40K、60K、80K、100K、120K、140K、160K、180K、200K、220K、240K、260K、280K和300K。

9.根据权利要求6所述的太赫兹时域光谱系统测量单晶金刚石光电参数的方法，其特征在于，所述固定百分比体积为所述充气室总体积的4％。

10.根据权利要求6所述的太赫兹时域光谱系统测量单晶金刚石光电参数的方法，其特征在于，所述单晶金刚石薄片的长宽规格为0.8*0.8cm²,所述单晶金刚石薄片的厚度为0.1cm。