太赫兹测试样品装置的制作方法

本实用新型涉及测试样品装置技术领域，具体而言，涉及一种太赫兹测试样品装置。

背景技术：

太赫兹是指频率段在0.1THz到10THz的电磁辐射波。太赫兹作用于特定样品上时，太赫兹准确的辐射量与特定样品相互作用对于获得相应的作用规律具有重要的价值。

太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种基于超晶格或耦合多量子阱中电子共振隧穿和子带间跃迁的单极光源，其辐射频率可通过能带和波函数设计进行调控，具有响应速度高、体积小、便于集成等优点。在基于THz QCL的生物效应、光电转换效应测试系统中，样品生物效应、光电转换效应的获得是通过THz QCL辐射的太赫兹波与特定样品相互作用产生的。

在实验过程中的主要误差来源有THz QCL辐射太赫兹波的光束品质、样品折射和反射及人为因素。THz QCL辐射太赫兹波的光束品质受器件几何尺寸、工作温度、工作电流等的影响会产生一定光束品质的改变。样品的折射、反射和吸收与样品表面、样品种类、太赫兹波的准直度等密切相关。这两个方面的因素对不同样品、不同时刻测量数据的重复性等有较大影响，由此产生较大的测量误差。

现有基于THz QCL生物效应、光电转换效应的测试系统能够完成相应的测量，但是仍然存在一些问题：

样品测试装置结构过于简单；

由于太赫兹波光束品质变化、样品表面折射和反射等的影响，样品对入射的太赫兹波不能完全吸收，无法实现测量的准确性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种太赫兹测试样品装置，其结构简单，功能易行，对太赫兹有完全的吸收，测量结果准确可靠，并且由于结构简单，方便移动，可以使用的场所更多。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型的实施例提供了一种太赫兹测试样品装置，包括：

第一半椭球罩，所述第一半椭球罩在长轴方向具有第一开口和第二开口，所述第一开口用于与太赫兹发射装置连接；

第二半椭球罩，所述第二半椭球罩在长轴方向具有与所述第二开口尺寸匹配的第三开口，在所述第三开口附近还具有第一孔洞和第二孔洞，所述第二半椭球罩与所述第一半椭球罩在所述第三开口与所述第二开口所在处可拆卸连接，所述第二半椭球罩与所述第一半椭球罩的内表面均有镀金层；

样品盛放装置，所述样品盛放装置设置于所述第二半椭球罩的所述第一孔洞所在处的内侧且盛放样品时，样品与所述第一开口相对；

进气装置，所述进气装置设置于所述第二半椭球罩的所述第二孔洞所在处的外侧且进气时的气体流向朝向样品所在处。

另外，根据本实用新型的实施例提供的太赫兹测试样品装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的可选实施例中，所述第一孔洞和所述第二孔洞位于所述第二半椭球罩的同一截面圆，所述第一孔洞与圆心的连线、所述第二孔洞与圆心的连线呈90°夹角。

在本实用新型的可选实施例中，所述样品盛放装置包括基座、支撑柱和样品座，所述基座与所述第二半椭球罩连接，所述样品座通过所述支撑柱与所述基座连接，所述样品盛放装置具有贯穿所述基座、所述支撑柱以及所述样品座的中空通道，所述中空通道用于让检测装置检测样品性能。

在本实用新型的可选实施例中，所述基座和/或所述样品座的截面呈方形或者圆形。

在本实用新型的可选实施例中，所述支撑柱为圆柱或者棱柱。

在本实用新型的可选实施例中，所述样品座可转动地设置于所述支撑柱，所述样品盛放装置还包括周设于所述样品座的扇叶，所述进气装置能够吹拂所述扇叶且使得所述样品座转动。

在本实用新型的可选实施例中，所述进气装置包括气管装置和密封连接件，所述气管装置用于与供气气源连接，所述气管装置通过所述密封连接件与所述第二半椭球罩连接且用于向样品吹气。

在本实用新型的可选实施例中，所述进气装置还包括副气管，所述副气管位于所述气管装置内且用于与供气气源连接，所述副气管的气体流速大于所述气管装置的气体流速，所述样品盛放装置包括基座、支撑柱、样品座和扇叶，所述基座与所述第二半椭球罩连接，所述样品座通过所述支撑柱与所述基座连接，所述扇叶周设于所述样品座，所述副气管用于吹拂所述扇叶且使得所述样品座在所述支撑柱转动。

在本实用新型的可选实施例中，所述进气装置用于吹入惰性气体。

在本实用新型的可选实施例中，所述第一半椭球罩的所述第一开口的直径为15mm，所述第二开口的直径为104.5mm，沿长轴方向的半椭圆形截面的半长轴为96mm。

本实用新型的有益效果是：

太赫兹测试样品装置结构简单，功能易行，使得样品对THz QCL辐射的太赫兹波有完全的吸收，测量结果准确可靠。特别适合于样品生物效应、光电转换效应等的测量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的实施例1提供的太赫兹测试样品装置的结构示意图；

图2为图1的分解示意图；

图3为图2隐去第一半椭球罩的示意图；

图4为本实用新型的实施例2的太赫兹测试样品装置的隐去第一半椭球罩的示意图。

图标：100-太赫兹测试样品装置；10-第一半椭球罩；11-第一开口；13-第二开口；30-第二半椭球罩；31-第三开口；50-样品盛放装置；51-基座；53-支撑柱；55-样品座；57-扇叶；70-进气装置；71-气管装置；73-密封连接件；75-副气管；101-镀金层；200-样品。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

请参照图1至图3，本实施例提供了一种太赫兹测试样品装置100，包括：

第一半椭球罩10，第一半椭球罩10在长轴方向具有第一开口11和第二开口13，第一开口11用于与太赫兹发射装置连接；

第二半椭球罩30，第二半椭球罩30在长轴方向具有与第二开口13尺寸匹配的第三开口31，在第三开口31附近还具有第一孔洞和第二孔洞，第二半椭球罩30与第一半椭球罩10在第三开口31与第二开口13所在处可拆卸连接，第二半椭球罩30与第一半椭球罩10的内表面均有镀金层101；

样品盛放装置50，样品盛放装置50设置于第二半椭球罩30的第一孔洞所在处的内侧且盛放样品200时，样品200与第一开口11相对；

进气装置70，进气装置70设置于第二半椭球罩30的第二孔洞所在处的外侧且进气时的气体流向朝向样品200所在处。

其中，第一半椭球罩10的第一开口11的直径为15mm，第二开口13的直径为104.5mm，沿长轴方向的半椭圆形截面的半长轴为96mm。第二半椭球罩30的整体外形以及尺寸与第一半椭球罩10相适配。

第二开口13与第三开口31采用止口设计，既可以使用螺纹连接也可以是卡接。一方面保障连接的可靠性，一方面也是尽可能保障太赫兹不从连接处逸散。

其中，太赫兹发射装置可以参照现有的太赫兹发射装置，比如时域光谱源、高温超导太赫兹辐射源等，此处不再进行赘述。

具体的，第一孔洞和第二孔洞位于第二半椭球罩30的同一截面圆，第一孔洞与圆心的连线、第二孔洞与圆心的连线呈90°夹角。

详细的，第一孔洞和第二孔洞位于第二半椭球罩30的同一截面圆也即是二者位于同一纬度。本实施例所设计的90°夹角是较佳的一种角度，其他角度也是能够起作用的，只要能够使得充入的气体把反应产生的可能对太赫兹波产生影响的气体吹走即可。

在本实施例中，进气装置70用于吹入惰性气体。比如常见的N2、Ar2这样的惰性气体，可以防止高温热解时可燃物质与氧气发生反应而燃烧或者是防止其他可能有危险或者有影响测量结果的情况发生。

具体的，进气装置70包括气管装置71和密封连接件73，气管装置71用于与供气气源连接，气管装置71通过密封连接件73与第二半椭球罩30连接且用于向样品200吹气。

具体的，样品盛放装置50包括基座51、支撑柱53和样品座55，基座51与第二半椭球罩30连接，样品座55通过支撑柱53与基座51连接，样品盛放装置50具有贯穿基座51、支撑柱53以及样品座55的中空通道，中空通道用于让检测装置检测样品200性能。

其中，检测装置可以参考现有的一些太赫兹检测器，比如太赫兹常温检测器等，此处不再进行赘述。

详细的，基座51和/或样品座55的截面呈方形或者圆形。在本实施例中，基座51和样品座55的截面均呈方形。

详细的，支撑柱53为圆柱或者棱柱。在本实施例中，支撑位为圆柱。

详细的，基座51的底部与第二半椭球罩30的内表面贴合，二者可以通过螺丝固定或者扣子固定。

本实施例的原理是：

第一开口11和样品200是正对的，在太赫兹发射装置发射了太赫兹后，入射的太赫兹能够直接与样品200作用，得益于第一半椭球罩10和第二半椭球罩30构成的椭球状结构以及内部的镀金层101，入射的太赫兹能够被有效地反射，并最终作用在样品200上，使得样品200对太赫兹的吸收效果大大提升，甚至是达到全吸收的效果。

这样一来，对于样品200的测量数据就变得更为准确。

结合进气装置70的作用，样品200在吸收太赫兹时受到的干扰能够被尽可能地排除掉。

进一步地保障测量结果的准确。

加之结构简单，其相较于一般的太赫兹测试样品装置100而言更便于移动，因而可以用在更多的场所，局限性更小，实用性更好。

本实施例的太赫兹测试样品装置100，以其椭球状的结构以及内部镀金的设计，使得入射的太赫兹能够有效地反射作用在样品200上，大大提升吸收效果，从而提高了测量的准确度得到提高。其结构相较于现有技术更为简单，且具有良好的使用效果。

实施例2

请参照图4，本实施例同样提供了一种太赫兹测试样品装置100，相较于实施例1而言，本实施例的太赫兹测试样品装置100的主要特点是：

样品座55可转动地设置于支撑柱53，样品盛放装置50还包括周设于样品座55的扇叶57，进气装置70能够吹拂扇叶57且使得样品座55转动。

进气装置70还包括副气管75，副气管75位于气管装置71内且用于与供气气源连接，副气管75的气体流速大于气管装置71的气体流速，副气管75用于吹拂扇叶57且使得样品座55在支撑柱53转动。

太赫兹测试样品装置100的其他结构和功能均可参照实施例1。

本实施例的原理是：

通过将样品座55设计成可转动的，结合副气管75的气流与样品座55上的扇叶57的相互作用，样品200可以随着样品座55的转动而转动。

结合镀金层101的反射作用，样品200对于太赫兹的吸收同样能够得到提升，吸收的全面性好，从而提高测量的准确性。

副气管75的出气方向是朝着扇叶57，且由于其气压大于气管装置71的气压，所以气体的流速更快，可以尽可能避免被气管装置71的气体影响，从而吹动扇叶57。

并且由于是对准扇叶57进行吹气，副气管75不会直接对样品200进行作用，在气体撞击到扇叶57后，气体的速度降低，然后向周围逸散，这样不会使得气体的冲击力影响样品200放置的稳定性。

综上所述，本实用新型的太赫兹测试样品装置100结构简单，功能易行，使得样品200对太赫兹的吸收更为全面，提高测量结果的准确性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。