实际器件构建过程中，器件的位置、尺寸、形状、材料特性等可能与最初的设计 要求有一定的偏差，但是当器件做好后，散射控制器输出不变的情况下探测器对于一定频 率的太赫兹波的探测率是一个固定值。只要对于不同的散射控制器输出和不同的频率的太 赫兹波，探测器的响应不同，就可以解方程组。在求解方程组过程中，探测器所采集到的太 赫兹波强度以及对不同频率的太赫兹波的探测率都是测量值。由于测量误差等原因，该方 程组实为病态方程组，再加上方程组中方程的数量较多，用普通方法较难求解，而采用吉洪 诺夫(Tikhonov)正则化方法、最小均方算法、模拟退火算法、交替方向乘子法等数学优化方 法求解该线性方程组可以消除明显失真而且求解速度快，该方程组求解后即可得待测太赫 兹波各频率所对应的归一化波谱强度，最后进行波谱定标就得到了复原的波谱曲线。以上 的计算过程可利用计算处理单元自动进行，并可进一步利用计算处理单元同时对散射控制 器进行自动控制，从而实现自动快速的太赫兹波谱测量。
[0102] 实施例2:
[0103] 实施例1是通过数字微反射镜7照射在半导体表面的激光光束，使得照射的半导体 表面排布有各种形状激光图样，从而实现散射控制器的功能。除了用这种方式进行控制外， 也可以直接通过激光器的电源对激光光源加不同的电压(或者可以通过接到激光光源上的 稳压电源进行调制），从而使得照射在数字微反射镜上的激光光强发生变化。但这时数字微 反射镜的开关位置不变，照射在半导体表面的激光图案不发生变化。由于照射在半导体表 面的光强发生变化，从而使得照射与不照射位置处的半导体的介电常数之间的差异发生变 化，从而也可以使得不同频率的散射光的角分布发生变化。因此，以上步骤中通过控制数字 微反射镜7实现散射控制器的不同输出，也可以通过改变激光器6的输入电压实现。
[0104] 实施例3:
[0105] 本实施例中太赫兹波谱测量装置的结构如图6和图7所示，包括太赫兹波准直装置 2、等离子体频率小于太赫兹波频率的本征半导体薄片3、太赫兹波探测器5、激光器6等，本 征半导体薄片上至少一个表面是粗糙不平整的。本征半导体粗糙表面17上有很多线宽比太 赫兹波长的十分之一还要小的凸起或凹槽。本征半导体粗糙表面17上的凸起或凹槽，可以 是本征半导体这一种材料表面不光滑所构成，也可以是半导体表面嵌入其它颗粒型杂质构 成。为了自动实现光谱复原过程中的数值采集与计算，本实施例中还包括与探测器5信号连 接的计算处理单元25(图6和图7中未示出）。散射器件22在本实施例中由本征半导体粗糙表 面17组成，折射器件23在本实施例中为本征半导体薄片3 (当本征半导体粗糙表面朝向太赫 兹波入射方向），散射控制器24在本实施例中为激光器6以及透镜组8,探测器5采用太赫兹 波探测器，如Golay Cell或者Bolometer等。本征半导体粗糙表面17上的凸起或凹槽可以作 为散射粒子10使得太赫兹波发生散射。折射器件23所用本征半导体可为本征砷化镓(GaAs) 或者本征硅(Si)。半导体的粗糙表面可以通过光刻蚀、X射线刻蚀、电子束刻蚀、离子束刻蚀 等方式制作。本征半导体薄片的表面与太赫兹波传输方向垂直或者与太赫兹波传输方向呈 固定角度。激光器6、透镜组8可以在半导体的表面形成激光光斑12。这里散射控制器24有两 种方式进行控制，其一是改变照射在半导体粗糙表面17的激光光强（图6)，其二是改变背向 半导体粗糙表面17的激光光强（图7)。根据公知常识，当激光照射在本征半导体表面时，会 在本征半导体表面形成光生载流子。而载流子浓度改变后，被照射半导体表面的介电常数 也会相应变化，从而使得该处半导体的折射率发生变化。当改变照射在半导体粗糙表面的 激光光强时（图6)，根据散射公式，散射粒子或散射粒子周边介质的折射率发生变化，太赫 兹散射波的场强角分布也会相应变化，从而使得探测器5接收到不同的太赫兹散射波4强 度。而当改变背向半导体粗糙表面的激光光强时（图7)，太赫兹波散射波4经过被激光照射 的半导体时会发生折射。不同强度的激光照射，光生载流子的数量不同，使得半导体折射率 变化的程度也不相同，从而对太赫兹散射波产生折射的程度也不同。因此，通过对激光光强 进行控制，就可以使得探测器5接收到不同的太赫兹散射波强度。
[0106] 实施例4:
[0107] 散射粒子10除了可以是实施例3中半导体的粗糙表面17上的凸起或凹槽外，也可 以是一个透明薄膜(比如聚合物薄膜）内散进的半导体粉状微小颗粒，如图8所示。本征薄膜 的表面与太赫兹波传输方向垂直或者与太赫兹波传输方向呈固定角度，当改变照射在半导 体粉状微小颗粒的激光光强时，根据散射公式，散射粒子的折射率发生变化，太赫兹散射波 的场强角分布也会相应变化，从而使得探测器5接收到不同的太赫兹散射波4强度。
[0108] 实施例5:
[0109]本实施例中太赫兹波谱测量装置的结构如图9所示，包括太赫兹波准直装置2、表 面粗糙的太赫兹波电光晶体28、电源与电极29、太赫兹波探测器5等。本实施例中的太赫兹 波电光晶体28可以是碲化锌、砷化镓、铌酸锂晶体。为了自动实现光谱复原过程中的数值采 集与计算，本实施例中还包括与探测器5信号连接的计算处理单元25(图9中未示出）。散射 器件22在本实施例中由太赫兹波电光晶体28上的粗糙表面17构成，折射器件23在本实施例 中为太赫兹波电光晶体，散射控制器24在本实施例中由电极及电源29组成。探测器5采用太 赫兹波探测器，如Golay Cell或者Bolometer等。太赫兹波电光晶体粗糙表面上微米尺度的 凸起或凹槽可以作为散射粒子10使得太赫兹波发生散射。电光晶体的表面与太赫兹波传输 方向垂直或者与太赫兹波传输方向呈固定角度。太赫兹波透过电光晶体粗糙表面后，形成 太赫兹散射波4，可被太赫兹波探测器5探测到。通过对电极施加不同电压，从而使得对太赫 兹波电光晶体施加不同的外加电场。根据电光晶体的性质，在不同电场作用下，太赫兹波电 光晶体对太赫兹波具有不同的折射率。根据散射公式，散射粒子的折射率发生变化，太赫兹 散射波的场强角分布也会相应变化，而另一方面，太赫兹波散射波4经过电光晶体时会发生 折射，当电光晶体的折射率发生变化，电光晶体对太赫兹散射波产生折射的程度也不同。因 此，通过对电极所加电压进行控制，就可以使得探测器5接收到不同的太赫兹散射波强度。
[0110] 实施例6:
[0111] 本实施例中太赫兹波谱测量装置的结构如图10和图11所示，包括太赫兹波准直装 置2、具有粗糙表面17的薄片、太赫兹波探测器5、对具有粗糙表面17的薄片进行位置控制的 光学平移台（图10和图11中未示出）。为了自动实现光谱复原过程中的数值采集与计算，本 实施例中还包括与探测器5信号连接的计算处理单元25(图10和图11中未示出）。散射器件 22在本实施例中由具有粗糙表面17的薄片构成。具有粗糙表面17的薄片可以是具有粗糙表 面17的聚合物薄片30，可由PTFE(聚四氟乙稀，Polytetraf luoroethylene或tef Ion)或TPX (聚4-甲基戊稀-1，41161：1171卩611丨6116-1或11161：1171口611丨6116(3〇卩〇1501161')等材料构成。粗糙表 面上微米尺度的凸起或凹槽可以作为散射粒子10使得太赫兹波发生散射。粗糙表面上微米 尺度的凸起或凹槽，可以是一种聚合物材料材料表面不光滑所构成，也可以是聚合物薄片 表面嵌入其它颗粒型杂质构成。散射控制器在本实施例中为光学平移台，它可以对粗糙表 面的薄片与太赫兹波的相对位置进行控制，该位置控制包括对具有粗糙表面的薄片上下左 右的位移变化(如图10)或者粗糙表面与太赫兹波的相对角度(如图11)变化。探测器采用太 赫兹波探测器5,如Golay Cell或者Bolometer。太赫兹波透过具有粗糙表面的薄片后，形成 太赫兹散射波4,可被太赫兹波探测器5探测到。通过光学平移台调节散射器件22相对于太 赫兹波的位置，就可以使得探测器接收到不同的太赫兹散射波强度。
[0112] 如图12所示，除了以上调节粗糙表面薄片的相对位置的方法外，也可以通过光学 平移台调节太赫兹波探测器5相对于太赫兹波散射波的相对位置或者接收角度，使得探测 器接收到不同的太赫兹散射波强度。
[0113] 除了采用具有粗糙表面17的薄片构成散射器件22外，也可以采用实施例4中所采 用的通过在透明薄膜内部散进的其它材料的微小颗粒构成散射器件22。同样通过光学平移 台调节散射器件22相对于太赫兹波的位置，就可以使得探测器接收到不同的太赫兹散射波 强度。
[0114] 实施例7:
[0115] 本实施例中太赫兹波谱测量装置的结构如图13和图14所示，包括太赫兹波准直装 置2、具有粗糙表面17的薄片、太赫兹波探测器5、太赫兹波凸透镜15、对太赫兹波凸透镜15 进行位置或角度控制的光学平移台（图13和图14中未示出）。为了自动实现光谱复原过程中 的数值采集与计算，本实施例中还包括与探测器5信号连接的计算处理单元25(图13和图14 中未示出）。散射器件22在本实施例中由具有粗糙表面17的薄片构成，可以是具有粗糙表面 17的聚合物薄片30,如具有粗糙表面17的TPX或PTFE薄片。粗糙表面17上微米尺度的凸起或 凹槽可以作为散射粒子10使得太赫兹波发生散射。折射器件23在本实施例中采用太赫兹凸 透镜15,这里的太赫兹透镜可以采用TPX或PTFE等材料制作。探测器采用太赫兹波探测器5， 如Golay Cell或者Bolometer。散射控制器在本实施例中为光学平移台，它可以对太赫兹波 凸透镜的相对位置进行控制，所控制的位置变化包括对太赫兹波凸透镜15上下左右等各方 向的位移变化(如图13)或者太赫兹波凸透镜15光轴与太赫兹散射波4的相对角度(如图14) 变化，图中实心箭头方向为可能的位置改变的方向。当太赫兹波透过具有粗糙表面17的薄 片后，形成太赫兹散射波4，而太赫兹散射波4经过折射器件22后，可被太赫兹波探测器5探 测到。所以，通过光学平移台调节太赫兹凸透镜15的相对位置或者放置角度，就可以使得探 测器接收到不同的太赫兹散射波强度。
[0116] 上述折射器件23除了采用图13、14和图15(a)中所示的凸透镜15外，还可以采用图 15(b)中所示的凹透镜18,或者图15(c)至(e)所示的几种棱镜19结构。
[0117] 实施例8:
[0118] 上述所有实施例中，折射器件23除了采用太赫兹波凸透镜外，还可以采用太赫兹 反射镜20，如图16所不。太赫兹反射镜20具有金属表面，可以反射太赫兹波。通过光学平移 台调节太赫兹反射镜20光轴相对位置和角度，就可以使得探测器接收到不同的太赫兹散射 波强度。图16中实心箭头方向为可能的太