国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

一種太赫茲時域光譜系統及其測量方法
【專利摘要】本發明提供了一種太赫茲時域光譜系統，包括太赫茲發射裝置、接收探測裝置以及樣品臺，所述樣品臺包括平移臺，帶動樣品移動使其離開焦點處，達到需要的光斑尺寸位置處進行測量。本發明利用傳統的太赫茲光路與帶平移臺和旋轉臺的樣品臺，實現了對樣品中的某個面的缺陷以及樣品均勻性的檢驗，能夠快速反映樣品宏觀上的整體信息。
【專利說明】一種太赫茲時域光譜系統及其測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太赫茲時域光譜系統，尤其涉及一種快速測量非均勻材料的太赫茲時域光譜系統及其測量方法。
【背景技術】
[0002]太赫茲技術是一種新技術，基于太赫茲技術的太赫茲時域光譜系統(THz-TDS)已經應用于化學、物理、材料、能源、安全等領域。根據不同的探測需要，按其光路設計劃分，已發展了平行和聚焦兩種系統，并在此基礎上實現了二維掃描成像等技術。
[0003]但是，傳統的聚焦式太赫茲時域光譜系統僅能反映樣品某一點的信息、不能反映整體情況。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于克服當前聚焦式太赫茲時域光譜系統僅能反映樣品某點信息的缺陷，設計一種新型的太赫茲時域光譜系統，使得其能快速的反映樣品宏觀上的整體信
肩、O
[0005]為了達到上述目的，本發明實施例提供一種太赫茲時域光譜系統，包括太赫茲發射裝置、接收探測裝置以及樣品臺，其特征在于，所述樣品臺包括平移臺，帶動樣品移動使其離開焦點處，達到需要的光斑尺寸位置處進行測量。
[0006]進一步的，所述樣品臺還包括旋轉臺，所述旋轉臺與所述平移臺結合，用于調整所述樣品接收太赫茲波輻照的面積。
[0007]進一步的，所述平移臺為三維平移臺。
[0008]進一步的，所述太赫茲時域光譜系統中還包括有多個功率計，置于光路中的多個位置處，用于測量所述多個位置處的光斑大小與光強分布。
[0009]為了達到上述目的，本發明實施例還提供一種利用本發明的太赫茲時域光譜系統進行測量的方法，其特征在于，將所述太赫茲發射裝置、接收探測裝置相對放置，形成透射式太赫茲時域光譜系統的光路；將所述樣品臺置于所述光路的焦點處，移動所述樣品臺，使其帶動所述樣品離開所述焦點處，達到需要的光斑尺寸位置并進行測量。
[0010]為了達到上述目的，本發明實施例還提供一種利用本發明的太赫茲時域光譜系統進行測量的方法，其特征在于，將所述太赫茲發射裝置、接收探測裝置固定放置，形成反射式太赫茲時域光譜系統的光路；將所述樣品臺置于所述光路的焦點處，移動所述樣品臺，使其帶動所述樣品離開所述焦點處，達到需要的光斑尺寸位置并進行測量。
[0011]為了達到上述目的，本發明實施例還提供一種利用本發明的太赫茲時域光譜系統進行測量的方法，其特征在于，將所述太赫茲發射裝置、接收探測裝置分離并相對放置成一定角度，形成非垂直入射的反射式太赫茲時域光譜系統的光路；將所述樣品臺置于所述光路的焦點處，調整樣品與入射光的角度，并使其能夠被所述接收探測裝置接收，移動所述樣品臺，帶動所述樣品離開所述焦點處，達到需要的光斑尺寸位置進行測量。[0012]為了達到上述目的，本發明實施例還提供一種利用本發明的太赫茲時域光譜系統進行測量的方法，其特征在于，將所述太赫茲發射裝置和接收探測裝置置于圓形軌道的圓周處，光路焦點位于圓心處，所述太赫茲發射裝置、接收探測裝置可相對于圓心進行旋轉，并沿直徑方向前后調整；所述樣品臺置于所述圓心處，其位置可以相對于直徑方向進行前后調整，并以自身為軸進行旋轉；所述圓形軌道和所述樣品臺所在直徑標有刻度和角度，以便于迅速調整光路位置。
[0013]本發明利用傳統的太赫茲光路與帶平移臺和旋轉臺的樣品臺，實現了對樣品中的某個面的缺陷以及樣品均勻性的檢驗，能夠快速反映樣品宏觀上的整體信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發明的一種太赫茲時域光譜系統的一種實施例(透射式太赫茲光路)的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明實施例的反射式太赫茲光路的太赫茲時域光譜系統的結構示意圖；
[0017]圖3為本發明實施例的透反一體式太赫茲光路的太赫茲時域光譜系統(集成化)的結構不意圖；
[0018]圖4為本發明實施例的反射式太赫茲光路的太赫茲時域光譜系統(集成化)的結構示意圖；
[0019]圖5為實施例一中的非均勻樣品的示意圖；
[0020]圖6為實施例一中的非均勻樣品的太赫茲時域光譜信號示意圖；
[0021]圖7為實施例二中的缺陷樣品示意圖；
[0022]圖8為實施例二中的缺陷樣品和無缺陷樣品的太赫茲時域光譜信號對比示意圖。【具體實施方式】
[0023]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]下面在實施例中結合本發明的太赫茲時域光譜系統，對本發明的太赫茲時域光譜系統的結構及測量方法進行詳細說明。
[0025]圖1為本發明的一種太赫茲時域光譜系統的一種實施例的結構示意圖，其包括太赫茲發射裝置、接收探測裝置以及樣品臺。在本發明中，所述樣品臺包括平移臺，帶動樣品移動使其離開焦點處，達到需要的光斑尺寸位置處進行測量。
[0026]在本實施例中，所述樣品臺還包括旋轉臺(圖1中未示)，所述旋轉臺可以設置在平移臺上方，實現多角度旋轉，所述旋轉臺與所述平移臺結合，用于調整所述樣品接收太赫茲波輻照的面積。[0027]在此需要說明的是，本發明中提到的太赫茲發射裝置、接收探測裝置，都屬于本領域常規的太赫茲光路中的元件，例如激光脈沖器、分光器、各類透鏡和反射鏡等。本領域技術人員也應當理解，在太赫茲光路中測量光斑大小，也是本領域常用的技術手段，例如可以采用在所述太赫茲時域光譜系統中還設置多個功率計，置于光路中的多個位置處，用于測量所述多個位置處的光斑大小與光強分布。
[0028]本發明的創新點旨在結合傳統常規的太赫茲光路系統和帶平移臺和旋轉臺的樣品臺，使得被測樣品可以進行各方向的移動和定軸轉動，使得樣品接收太赫茲輻照面積發生變化，以獲得樣品在不同面和尺度上的均勻性和缺陷的檢測。
[0029]在本實施例中，所述平移臺可為單向平移臺，帶動樣品沿X軸方向平移，也可以為三維平移臺，帶動樣品沿x、Y、z軸三個方向移動。而本發明中提到的太赫茲光路，可以使用透射和反射兩種測量方式，其中反射包括垂直入射式和非垂直入射式。
[0030]在本發明中，還可以將太赫茲發射裝置、接收探測裝置同時放置在平移臺上，此時，發射裝置和接收探測裝置可同時在平移臺上移動，以實現太赫茲發射裝置、接收探測裝置與樣品臺的集成化，方便確定光路位置。
[0031]利用本發明的太赫茲時域光譜系統對樣品進行測量的幾種測量方法如下:
[0032]方法1:
[0033]如圖1所示，將太赫茲發射裝置、接收探測裝置按照透射式太赫茲時域光譜系統光路固定，確定太赫茲束焦點位置。
[0034]將功率計置于光路內各位置，獲得其每個位置的光斑大小與光強分布。
[0035]將樣品臺置于太赫茲束焦點，移動平移臺Y軸，使得樣品離開焦點位置，達到選取適合的光斑大小位置。移動平移臺X軸與Z軸，使得樣品可以在X-Z平面內移動，以便選取感興趣的樣品區域進行測量。
[0036]方法2:
[0037]如圖2所示，將太赫茲發射裝置、接收探測裝置按照垂直入射的反射式太赫茲時域光譜系統光路固定，確定太赫茲束焦點位置。
[0038]將功率計置于光路內各位置，獲得其每個位置的光斑大小與光強分布。
[0039]將樣品臺置于太赫茲束焦點，移動平移臺Y軸，使得樣品離開焦點位置，達選取適合的光斑大小位置。移動平移臺X軸與Z軸，使得樣品可以在X-Z平面內移動，以便選取感興趣的樣品區域進行測量。
[0040]方法3:
[0041]將太赫茲發射裝置、接收探測裝置按照非垂直入射的反射式太赫茲時域光譜系統光路固定，確定太赫茲束焦點位置。
[0042]將功率計置于光路內各位置，獲得其每個位置的光斑大小與光強分布。
[0043]將樣品臺置于太赫茲束焦點，移動平移臺Y軸，使得樣品離開焦點位置，達選取適合的光斑大小位置。移動平移臺X軸與Z軸，使得樣品可以在X-Z平面內移動，以便選取感興趣的樣品區域進行測量。
[0044]方法4:
[0045]如圖3所述，將太赫茲發射端、接收端按照透反一體式太赫茲時域光譜系統光路固定，確定太赫茲束焦點位置。其區別在于將太赫茲發射裝置、接收探測裝置與樣品臺集成化，以方便確定光路位置。
[0046]方法5:
[0047]將太赫茲發射裝置、接收探測裝置按照反射式太赫茲時域光譜系統光路固定，確定太赫茲束焦點位置。其區別在于將太赫茲發射裝置、接收探測裝置與樣品臺集成化，方便確定光路位置。
[0048]方法6:
[0049]如圖4所不,將太赫茲發射端、接收端按照反射式太赫茲時域光譜系統光路固定，確定太赫茲束焦點位置。其區別在于將太赫茲發射端、接收端分開，呈一定角度，以獲得樣品非垂直入射的太赫茲反射光譜。同時，將將太赫茲發射裝置、接收探測裝置、平移臺以及旋轉臺集成化，方便確定光路位置。
[0050]實施例一:
[0051]其中，按實施例1的透射式太赫茲時域光譜系統，對測量樣品均勻性的測量如下:
[0052]I)利用功率計測量選取所需光斑大小的初始位置，固定平移臺的位置，將實際樣品固定于平移臺上。其中，圖5是非均勻樣品的示意圖；
[0053]2)獲得非均勻樣品的太赫茲時域光譜信號，如圖6所示，為雙峰信號。
[0054]3)數據處理:將標準均勻樣品的太赫茲時域光譜信號(單峰信號)與實際樣品的太赫茲時域光譜信號(雙峰信號)進行比對，利用數據處理軟件將疊加信號進行處理與區分，獲得各種材料的單峰時域譜圖，根據其峰值大小和峰位變化(延遲)，可以獲得實際樣品的均勻性。3)改變平移臺的位置，使其輻照面積發生變化，根據其分解成單峰延遲的改變，獲得其在其他尺度上的均勻性。
[0055]實施例二:
[0056]其中，按實施例1的透射式太赫茲時域光譜系統，對測量樣品缺陷檢測方法如下:
[0057]I)利用功率計測量選取所需光斑大小的初始位置，固定平移臺的位置，將參考樣品和實際樣品分別固定于平移臺上，圖7為具有缺陷的實際樣品的示意圖，其中方塊之間的縫隙為缺陷。
[0058]2)分別獲得參考樣品與實際樣品的太赫茲時域光譜信號，如圖8所示。
[0059]3)數據處理:將參考樣品與實際樣品的太赫茲時域光譜信號進行比對，利用數據處理軟件將疊加信號進行處理與區分，獲得各種材料的單峰時域譜圖，根據其峰值大小和峰位變化(延遲)，可以獲得樣品是否存在缺陷。
[0060]實施例三:
[0061]采用本發明的太赫茲時域光譜系統，可以對樣本材料的孔隙結構進行檢測，獲得樣本材料的孔隙率，主要步驟如下:
[0062]1、選擇樣品材料:所用的樣品材料為塑料。
[0063]2、制備標準孔隙率樣本。
[0064]3、標準孔隙率樣本的檢測:利用本發明的透射式太赫茲時域光譜系統對每一個標準樣本進行檢測，以標準樣本的太赫茲時域波形為樣品信號，為提高精確度，移動平移臺，在每個樣品的顆粒和孔隙為中心的位置重復測量多次，各提取其兩峰值的取平均值作為最終信號。
[0065]4、信號處理:不同標準的樣品信號進行匯總和整理。利用外標法進行檢測:樣品的兩峰峰值分別進行歸納，獲得其與孔隙率之間的關系。
[0066]5、待測樣品的檢測:利用本發明的太赫茲時域光譜系統對未知孔隙率的樣品進行檢測，得到太赫茲時域波形，移動樣品臺，重復進行多位置測量，找出其第一峰最大值和第二峰最大值的信號的位置，在其附近進行多次重復測量，提取其峰值的平均值作為最終的樣品信號。
[0067]6、與標準樣品進行比對，獲得其最終的孔隙率。
[0068]本發明利用傳統的太赫茲光路與帶平移臺和旋轉臺的樣品臺，實現了對樣品中的某個面的缺陷以及樣品均勻性的檢驗，能夠快速反映樣品宏觀上的整體信息。
[0069]本發明中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種太赫茲時域光譜系統，包括太赫茲發射裝置、接收探測裝置以及樣品臺，其特征在于，所述樣品臺包括平移臺，帶動樣品移動使其離開焦點處，達到需要的光斑尺寸位置處進行測量。
2.根據權利要求1所述的太赫茲時域光譜系統，其特征在于，所述樣品臺還包括旋轉臺，所述旋轉臺與所述平移臺結合，用于調整所述樣品接收太赫茲波輻照的面積。
3.根據權利要求1所述的太赫茲時域光譜系統，其特征在于，所述平移臺為三維平移臺。
4.根據權利要求1所述的太赫茲時域光譜系統，其特征在于，所述太赫茲時域光譜系統中還包括有多個功率計，置于光路中的多個位置處，用于測量所述多個位置處的光斑大小與光強分布。
5.一種利用權利要求1所述的太赫茲時域光譜系統進行測量的方法，其特征在于，將所述太赫茲發射裝置、接收探測裝置相對放置，形成透射式太赫茲時域光譜系統的光路； 將所述樣品臺置于所述光路的焦點處，移動所述樣品臺，帶動所述樣品離開所述焦點處，達到需要的光斑尺寸位置進行測量。
6.一種利用權利要求1所述的太赫茲時域光譜系統進行測量的方法，其特征在于，將所述太赫茲發射裝置、接收探測裝置固定放置，形成反射式太赫茲時域光譜系統的光路； 將所述樣品臺置于所述光路的焦點處，移動所述樣品臺，帶動所述樣品離開所述焦點處，達到需要的光斑尺寸位置進行測量。
7.一種利用權利要求1所述的太赫茲時域光譜系統進行測量的方法，其特征在于，將所述太赫茲發射裝置、接收探測裝置分離并相對放置成一定角度，形成非垂直入射的反射式太赫茲時域光譜系統的光路； 將所述樣品臺置于所述光路的焦點處，調整樣品與入射光的角度，并使其能夠被所述接收探測裝置接收，移動所述樣品臺，帶動所述樣品離開所述焦點處，達到需要的光斑尺寸位置進行測量。
8.一種利用權利要求1所述的太赫茲時域光譜系統進行測量的方法，其特征在于，將所述太赫茲發射裝置和接收探測裝置置于圓形軌道的圓周處，光路焦點位于圓心處，所述太赫茲發射裝置、接收探測裝置可相對于圓心進行旋轉，并沿直徑方向前后調整； 所述樣品臺置于所述圓心處，其位置可以相對于直徑方向進行前后調整，并以自身為軸進行旋轉； 所述圓形軌道和所述樣品臺所在直徑標有刻度和角度，以便于迅速調整光路位置。
【文檔編號】G01N21/3586GK103969215SQ201410205700
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】寶日瑪, 董晨, 趙昆, 孟倩, 王蕊 申請人:中國石油大學(北京)