反射式太赫兹光谱检测探头的制作方法

本实用新型涉及一种太赫兹光谱检测技术，特别涉及一种反射式太赫兹光谱检测探头。

背景技术：

太赫兹波或称为太赫兹射线是上个世纪80年代中后期，才被正式命名的。太赫兹波是指频率在0.1到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03到3mm范围，介于微波与红外之间。太赫兹光谱检测技术因太赫兹波具有独特的指纹谱性、高穿透性等优良特性，在物理、化学、生物医学、安检等领域都具有广泛的应用。以公共场合安检为例，地铁只对包，行李箱等进行检测，疏忽了对液体里面可能藏有危险品的检测，造成爆炸等事故的屡次发生，对液体类危禁品的有效和快速检测已成为当下最紧迫的社会需求之一。目前，针对现有检测液体的技术手段主要是拉曼光谱分析、红外光谱分析、微波反射等，实际应用中普遍需要倒出至少50mL液体进行检测，过程至少用时五到十秒。这些方法均无法既快又准地完成液体检测，在实际应用中特别是人流量大的公共场所，无法进行有效检测，存在很大的局限性。

基于太赫兹时域光谱检测技术，可结合太赫兹时域光谱系统产生一种更为高效且便捷的方法用于检测液体。以液体危禁品检测为例，对于不同类别的液体，比如水溶类液体和汽油类液体，由于水油物质所处的分子类别差异较大，其识别率也相应极高。目前的太赫兹时域光谱系统，多采用透射式探头对固体类样品进行检测，对液体检测相对较少，并且透射检测只能穿透百微米量级以下厚度的液体，在对液体类样品检测的实际运用中存在很大的局限性。

技术实现要素：

本实用新型是针对液体危禁品快速检测困难的问题，提出了一种反射式太赫兹光谱检测探头，基于反射式太赫兹时域光谱检测技术，实现对被测液体快速的太赫兹光谱检测。

本实用新型的技术方案为：一种反射式太赫兹光谱检测探头，包含探头外壳、探头前端平板、太赫兹发射天线、太赫兹接收天线、两组相同的平凸透镜组、两根光纤和光纤端口；探头外壳底部开光纤端口，两根光纤穿入探头外壳内，探头外壳上端口由探头前端平板密封；光纤端口封闭，探头内腔体为密闭真空腔体；腔体内两根光纤，光纤头部均有光纤耦合式的光电导天线，两根光电导天线为太赫兹发射天线和太赫兹接收天线；两光纤延长线汇于探头前端平板，并且与探头前端平板夹角相等，对称置于腔体下部两边；两组相同的平凸透镜组，一组设置在太赫兹发射天线前，一组设置在太赫兹接收天线前，平凸透镜组均垂直于光纤延长线方向，即天线和透镜组在同一轴线上；平凸透镜组中两个透镜凸面相对。

所述太赫兹发射天线、太赫兹接收天线和两组平凸透镜组封装为一体。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型反射式太赫兹光谱检测探头，采用一体式光学设计，有效提高探头工作的稳定性；令太赫兹波在真空封装的探头内部传输，可有效避免空气水汽等环境因素对测量结果造成的不良影响，有效提高测试精度；探头前端(测量接触面)为平面，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型反射式太赫兹光谱检测探头结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示反射式太赫兹光谱检测探头结构示意图，实施例中，反射式太赫兹光谱检测探头包含了探头外壳1、探头前端平板2、太赫兹发射天线3、太赫兹接收天线4、两组相同的平凸透镜组、光纤8、光纤端口9；探头外壳1材料需防水、密闭性好，实施例中为广口瓶状，探头外壳1下底开光纤端口9，用于光纤穿入探头外壳1内，探头外壳1上端口由探头前端平板1密封，光纤端口9被封闭后，探头外壳1内腔体为密闭腔体，保证真空状态；所述的探头前端平板1采用特氟龙材质板(保证太赫兹波通过，可选其它高透太赫兹波段的材料)；腔体内两根光纤，光纤头部均有光纤耦合式的光电导天线，即太赫兹发射天线3和太赫兹接收天线4；两光纤延长线与探头前端平板1夹角相等，对称置于腔体下部两边；两组相同的平凸透镜组，一组设置在太赫兹发射天线3前，一组设置在太赫兹接收天线4前，平凸透镜组均垂直于光纤延长线方向，即天线和透镜组在同一轴线上；两组平凸透镜组中平凸透镜选用TPX透镜(或高透相应太赫兹波段的材料制备)，其摆放位置凸面相对；所述太赫兹发射天线、太赫兹接收天线和两组平凸透镜组均封装为一体，保证相对位置不变。

光纤连接发射天线后就截止了，再往前是自由光空间部分。泵浦激光经过光纤8传输到太赫兹波发射天线3，在偏置电压的作用下辐射出太赫兹波；辐射出的太赫兹波经过前置平凸透镜组5准直，通过探头前端平板2，汇聚到正对腔体外上端平面的被检测样品后发生反射；反射的太赫兹波通过探头前端板2，经过另一平凸透镜组(7、6)与探测脉冲在太赫兹波接收天线4上形成电流信号经由光纤传输返回。

采用色散补偿光纤，经过光纤整体色散补偿计算色散补偿光纤的最优光纤长度配比，目的是将光路中的材料色散抵消，保证用来产生太赫兹波的激光脉冲宽度不变，产生足够强度且谱宽适当的太赫兹波。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。