光电流信号具有相同的相位，通过设置锁相放大器的参数，利用锁相放大器的互相关检测原理，可以滤除偏压信号和噪声，仅采集与太赫兹时域光谱相关的光电流信号。
[0021 ] 本发明优点和有益效果:
[0022]本发明提出一种单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统及探测方法，可以实现太赫兹发射器和探测器在空间上的集成，解决现有的太赫兹时域光谱系统体积大、成本高、结构复杂、不方便携带等问题。
【附图说明】
[0023]图1为单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统架构示意图。
[0024]图2为泵浦光脉冲、探测光脉冲和偏压信号三者在时间上的关系示意图。
[0025]图3为探测光脉冲和太赫兹脉冲在时间上的关系示意图。
[0026]图4为大电阻和光导天线两个电极的连接示意图。
[0027]附图标记:1、飞秒激光器，2、5:5分束镜，3、第一金反射镜，4、第二金反射镜，5、合束镜，6、电动平移台，7、光导天线，8、太赫兹脉冲，9、第三金反射镜或样品，10、信号发生器，11、前置放大器，12、锁相放大器，13、计算机，14、泵浦光脉冲，15、偏压信号，16、探测光脉冲，17、光导天线两个电极，18、合束后的泵浦光和探测光，19、大电阻。
[0028]为了能更加清楚的理解本发明的技术特征、目的和效果，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
【具体实施方式】
[0029]实施例1
[0030]图1为单光导天线的脉冲太赫兹时域光谱系统架构示意图，包括飞秒激光器1、5:5分束镜2、第一金反射镜3、第二金反射镜4、合束镜5、电动平移台6、光导天线7、第三金反射镜或样品9、信号发生器10、前置放大器11、锁相放大器12和计算机13 ;其中所述飞秒激光器，用于输出飞秒激光，提供太赫兹时域光谱系统所需的激励光；所述5:5分束镜，用于将飞秒激光分成能量相等的泵浦光和探测光，泵浦光直接透过5:5分束镜，探测光被5:5分束镜反射，探测光方向与泵浦光垂直；所述第一金反射镜和第二金反射镜，用于反射探测光，改变探测光的传输方向；所述合束镜用于将泵浦光和探测光合束，使泵浦光和探测光沿着同一路径传输；所述电动平移台，用于移动第一金反射镜和第二金反射镜，以改变探测光的光程，进而改变探测光脉冲与泵浦光脉冲之间的时间延迟，实现扫描探测太赫兹脉冲；所述光导天线，用于发射和探测太赫兹脉冲，是太赫兹时域光谱系统的核心器件；所述第三金反射镜或样品，用于反射太赫兹脉冲，使辐射出的太赫兹脉冲返回到光导天线的半导体材料上，以便探测光脉冲对太赫兹脉冲进行探测；所述信号发生器，用于为光导天线提供偏压信号，同时为锁相放大器提供同步的参考信号；所述前置放大器，用于对光导天线输出的光电流信号进行放大、滤波处理；所述锁相放大器，用于采集前置放大器处理后输出的光电流信号，滤除噪声和偏压信号；所述计算机，采用Labview软件编写的程序来控制电动平移台的移动，同时将锁相放大器采集到的光电流信号进行波形显示和数据存储。
[0031]在本发明实施例中采用的激光器I为飞秒光纤激光器，中心波长为1550nm，3dB带宽为42.4nm，重复频率为100MHz，脉宽为84fs ;飞秒激光经过5:5分束镜-2分成两路，直接透过的一路为泵浦光，被5:5分束镜-2反射的一路为探测光，探测光方向与泵浦光垂直，探测光经过第一金反射镜-3和第二金反射镜-4后，通过合束镜-5与泵浦光合束，第一金反射镜-3和第二金反射镜-4固定在电动平移台-6上，可以随电动平移台-6前后移动，改变探测光的光程；合束后的泵浦光和探测光_18(参考图4)直接入射到光导天线-7的半导体材料上，同时信号发生器-10为光导天线-7提供偏压信号-15，如图2所示，偏压信号-15的下降沿位于泵浦光脉冲-14和探测光脉冲-16的两侧，当偏压信号-15下降沿左侧的泵浦光脉冲-14到达光导天线-7的半导体材料时，有偏压存在，此时光导天线-7作为太赫兹发射器，辐射太赫兹脉冲-8 ;当偏压信号-15下降沿右侧的探测光脉冲-16到达光导天线-7的半导体材料时，无偏压存在，此时光导天线-7作为太赫兹探测器，探测刚好被第三反射镜或样品-9反射回来的太赫兹脉冲_8，调整第三反射镜或样品-9与光导天线-7的距离，使偏压信号-15下降沿右侧的探测光脉冲-16与反射回来的太赫兹脉冲-8同时到达光导天线-7的半导体材料上。计算机-13采用Labview软件编写的程序控制电动平移台-6的移动，进而改变探测光脉冲-16与反射回来的太赫兹脉冲-8之间的时间延迟，如图3所示，由于探测光脉冲-16的脉冲宽度远小于太赫兹脉冲_8，因此通过调整探测光脉冲-16的时间延迟，就可以完成对太赫兹脉冲-8的扫描探测。探测光脉冲-16与太赫兹脉冲-8的某一位置同时到达光导天线-7的半导体材料上时，会产生与太赫兹脉冲-8瞬时电场强度成正比的光电流信号，光电流信号通过前置放大器-11进行放大、滤波处理后输入锁相放大器-12内，最后计算机-13采用Labview软件编写的程序将锁相放大器_12采集到的光电流信号进行波形显示和数据存储。
[0032]如图4所示，信号发生器-10和前置放大器-11都连接在光导天线两个电极-17上，信号发生器-10为光导天线两个电极-17提供偏压信号的同时，会把偏压信号输入到前置放大器-11内，由于前置放大器-11的输入阈值远小于偏压信号的幅值，如果不采取措施，就会损坏前置放大器-11，因此，本发明在前置放大器-11的输入端串联了一个与前置放大器-11内部阻抗相匹配的大电阻-19，通过大电阻-19的分压作用，将偏压信号的大部分电压分在大电阻-19上，输入前置放大器-11的电压就能满足阈值条件，使前置放大器-1 I能够正常工作。
[0033]本发明相关的说明:
[0034]1.本发明中公开的所有特征、方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征或步骤夕卜，均可以任何方式组合。
[0035]2.本发明中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。也就是说，除非特别说明，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子。
[0036]3.本发明中，飞秒激光器-1的中心波长为1550nm，此外，可以通过选择不同基底材料的光导天线_7，使用不同中心波长的飞秒激光器。例如中心波长为780nm的飞秒激光器。
[0037]4.本发明中，偏压信号-15的幅值为10V，不同基底材料的光导天线-7也可以采用不同的幅值，因此需要根据不同的光导天线采用不同的偏压信号幅值，例如有的光导天线采用偏压信号幅值为50V的效果更好。
[0038]5.本发明中，采用的光导天线-7是自由空间型，即将自由空间的飞秒激光直接入射到光导天线-7的半导体材料上；也可以采用光纤型的光导天线，即将飞秒激光通过光纤入射到光导天线的半导体材料上。
[0039]6.本发明中，第一金反射镜-3和第二金