FPcA-I型太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)儀器化研究.pdf

1、太赫茲波是一種波長(zhǎng)介于紅外與微波之間的電磁波，具有電磁學(xué)和光電子學(xué)兩方面的特性，在自然界中廣泛存在。太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)是一種電磁輻射位相相干技術(shù)，利用飛秒脈沖激光泵浦產(chǎn)生和探測(cè)太赫茲電磁場(chǎng)輻射，能同時(shí)獲得太赫茲脈沖的振幅和相位信息。因此，太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)具有很高的時(shí)間分辨率和頻域分辨率，光譜系統(tǒng)能達(dá)到很高的探測(cè)信噪比和較寬的探測(cè)帶寬，可廣泛應(yīng)用于多種樣品特征譜的檢測(cè)。隨著國(guó)內(nèi)外太赫茲光譜儀器產(chǎn)品的發(fā)展和國(guó)家對(duì)科學(xué)儀器發(fā)展的重視，開(kāi)發(fā)和

2、研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的太赫茲時(shí)域光譜儀器對(duì)太赫茲科學(xué)技術(shù)的推廣和應(yīng)用研究具有重要意義。實(shí)用型、小型化、高性能正是目前太赫茲光譜技術(shù)儀器化研究發(fā)展的方向。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)的特點(diǎn)，以實(shí)用化為主導(dǎo)方向，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)裝置的儀器化工作。目前所做工作為第一代產(chǎn)品的研制，主要內(nèi)容包括以下5個(gè)方面：
　　 1.結(jié)合光電導(dǎo)天線THz-TDS原理以及結(jié)構(gòu)組成，對(duì)實(shí)驗(yàn)室原有太赫茲系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。采用小型光纖激光器泵浦產(chǎn)生飛秒激光

3、脈沖；搭建了緊湊型的光纖光電導(dǎo)天線(Fiber Photoconductive Antenna，F(xiàn)PcA)THz-TDS系統(tǒng)；采用CD552-R3電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，用基于cy7c68013的USB模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。以上改進(jìn)在保證系統(tǒng)性能的同時(shí)縮小了系統(tǒng)體積。編寫(xiě)上位機(jī)控制界面，增加了中藥圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)圖譜比對(duì)可以進(jìn)行中藥樣品的鑒定。
　　 2.設(shè)計(jì)并加工一款分層式結(jié)構(gòu)的光譜儀外殼，將系統(tǒng)中的分立元件集中放置，對(duì)光路系統(tǒng)進(jìn)行防振

4、設(shè)計(jì)和密封設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的儀器化。外殼選用高性能輕便的工程塑料ABS材料，系統(tǒng)整體尺寸小、重量輕，方便移動(dòng)。
　　 3.制作了片劑樣品連續(xù)檢測(cè)裝置和用于檢測(cè)液體的三槽位式的比色皿架，方便用戶進(jìn)行多種形態(tài)樣品的檢測(cè)。設(shè)計(jì)由步進(jìn)電機(jī)控制的二維平移臺(tái)，實(shí)現(xiàn)樣品二維掃描的自動(dòng)控制，用于基底皮膚癌組織的掃描成像。
　　 4.對(duì)系統(tǒng)中可能存在的、由于延遲線傾斜造成的太赫茲實(shí)測(cè)譜線的線性縮放，采用高精度傅里葉紅外光譜儀--布魯克產(chǎn)品V