太赫兹光谱测量样品架的制作方法

本实用新型涉及一种样品架，具体涉及一种太赫兹光谱测量样品架。

背景技术：

太赫兹时域光谱系统是一种相干探测技术，能够同时获得太赫兹脉冲的振幅和相位信息。该技术利用太赫兹脉冲透射或反射，记录下太赫兹时域电场波形，经快速傅里叶变换得到样品的频谱，通过数据的处理和分析，可以获得被测样品的光学参数，如折射率、吸收系数、时域信号等，进而获得样品的一些其它重要的物理化学信息。目前常用的太赫兹光谱仪光斑大小为毫米量级，所测样品的直径通常要比光斑直径大几倍。

太赫兹应用在材料、化学、生物、医药等研究方面，通常采用固体压片技术，对太赫兹吸收比较强的样品还需掺杂高透过性的衬底材料混合。在制样过程中，样品颗粒大小、吸水特性、软硬程度、易团聚性、粘粘性、带静电特点等均会影响压片的均匀性。比如有多种样品混合时，可能会出现混合不均匀的情况。同时如果有些物质容易吸水，样品聚集在一起可能就会导致吸水变性，因而在该位置获取的光谱数据就存在一定的不可靠性。或者是固体颗粒较大，在研磨过程中可能出现研磨不均匀，导致后期压片后样品的分布不均匀，会出现浓度过高或者过低的问题。由于在太赫兹时域光谱测量中，不同的样品浓度对太赫兹光有不同的吸收。光谱测量所获得的信息是太赫兹光斑经过的区域，因此样品均匀性会直接影响所探测到的信号，因此，压片后样品的分布不均匀会可能会导致光谱测量过程中可能出现光谱信号强弱的不一性。

目前太赫兹时域光谱测量所采用的常规方式是将待测样品直接固定在样品架上，太赫兹光斑经过样品中心，测得该位置的样品信号。由于这种测量方式对不均匀性样品的测量，存在明显的不足，因此为了减小样品分布所带来的影响，通常会通过重复测量次数和重复压片来获得同一个样品多次测量的光谱数据，然而，重复测量次数往往不能改变测量位置，难以减小样品分布所带来的影响，重复压片不仅会增加一些不可控的人为因素，重复性难以保证，比如每次样品混合时搅拌的力度，压力的大小，称量样品的量，外界环境温度、湿度等因素，进而造成一定的偏差，影响后续物质的物理化学定性和定量分析，还会消耗更多的样品量，增加相应的经济负担。

针对在同一样品上进行重复测量时无法改变测量位置的问题，本申请人放入申请号CN201110040716.0的发明专利文件提出了一种适用于太赫兹时域光谱测量的液体样品架及其方法，并在其中公开了一个纵向移动机构以及与该纵向移动机构连接的横向移动机构，从而解决了同一样品上进行重复测量时无法改变测量位置的问题，实现了液体样品在纵向、横向切换测量位置的目的，然而现有的样品架仍然不能避免固体样品掺杂的非均匀性对测量结果的影响，也不能用来评价固体样品的非均匀性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种太赫兹光谱测量样品架，以实现对同一样品的在三维方向上的不同的位置点的连续多次测量。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种太赫兹光谱测量样品架，用于太赫兹光谱测量系统，包括样品固定座和升降伸缩台，所述样品固定座通过三根螺杆分别与该升降伸缩台的三个臂相连，该升降伸缩台与一步进电机电连接；其中，所述升降伸缩台为三维升降台。

所述步进电机上设有用于切换升降伸缩台的移动方向和步长的控制开关。

所述样品固定座包括一槽状的底座以及设置于底座中的样品放置皿。

所述样品放置皿的中央位置处具有一样品腔。

所述样品腔的四周设有标尺。

所述样品腔位于所述太赫兹光谱测量系统的光路的光轴上。

所述底座采用不锈钢板、铝合金或者铜板制成。

所述升降伸缩台的移动方向包括相对于所述太赫兹光谱测量系统的光路的光轴的左右、上下、前后移动。

所述升降伸缩台通过一连接线与所述步进电机电连接。

本实用新型的太赫兹光谱测量样品架采用三维的升降伸缩台，可以实现样品位置的三维移动，使得太赫兹光谱测量系统的光轴可以从样品的不同位置处穿过，对同一样品可以连续多次测量三维方向上的不同位点，获得样品多个区域信号，可以降低制样过程中不均匀性导致的光谱差异，同时有助于判断样品的不均匀性，进而真实地反应样品分布特点，对样品的均匀性进行评价，并减小样品在厚度方向的不均匀所带来的误差，有效降低光谱仪在不同时间测量、不同光强所带来的不确定性以及环境因素并有助于判断这些因素所带来的影响，多次测量的平均能够更加真实获得样品的吸收、折射率等信息，从而提高测量效率，减小测量误差；此外，本实用新型的移动位置可以通过步进电机来进行位移，可以精确调节和自动控制，从而实现精度的提高。

附图说明

图1是太赫兹光谱测量样品架的结构示意图。

图2是如图1所示的太赫兹光谱测量样品架的样品固定座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

如图1所示为根据本实用新型的一个实施例的太赫兹光谱测量样品架，该样品架可以适用于太赫兹波段光谱测量或者是红外光谱的测量等系统。样品架包括样品固定座1和升降伸缩台2，该样品固定座1通过三根螺杆5分别与该升降伸缩台2的三个臂21相连，从而悬空安装于上述升降伸缩台2的三个臂21之间。该升降伸缩台2通过一连接线4与一步进电机3电连接，从而使得该步进电机3能够通过升降伸缩台2对样品固定座2进行三维移动，进而自动调节放置于样品固定座2中的样品的位置。

其中，升降伸缩台2为三维升降台，用于使样品固定座1能够相对于太赫兹光谱测量系统在左右、上下、前后三个维度下移动。步进电机3是商业采购的，步进电机3上设有控制开关31，通过该控制开关31可以切换由步进电机3所驱动的升降伸缩台2的移动方向(包括相对于光轴的左右、上下、前后移动)和步长，步进电机3的步长可以根据样品与激光光斑的大小调整。

如图2所示，样品固定座1用于放置样品，包括一槽状的底座11以及设置于底座11中的样品放置皿12。所述底座11为凹槽结构，可采用不锈钢板、铝合金或者铜板制成；而样品放置皿12为长方体结构，采用聚乙烯、聚四氟乙烯或硅片等在太赫兹波段透过性高的材料制成。样品放置皿12的中央位置处具有一样品腔121，用于承载样品，该样品腔121位于太赫兹光谱测量系统的光路的光轴上，从而使通过太赫兹光谱测量系统的一系列光路传递组件传递后的光入射到样品上。样品腔121的四周设有标尺6，用于判断光轴的位置，进而调整步进电机3的移动量程。

下面结合图1和图2具体说明本实用新型的工作原理。步进电机3能够通过驱动与之电连接的升降伸缩台2的三个臂21的伸缩来带动相应的螺杆，进而实现样品固定座1的三维移动，例如当升降伸缩台2的一个竖直方向的臂21伸长时，可以带动与之相连的螺杆5随其上下移动，进而带动升降伸缩台2的上下移动，而另外两个螺杆5则随着升降伸缩台2的上下移动伸出或缩入一段长度。由此，太赫兹时域光谱系统的光斑通过该升降伸缩台2的三维移动实现样品固定座1的三维移动，进而实现样品与太赫兹光谱测量系统的光轴相对位置的自动调整，相对于光轴左右、上下、前后移动，并自动控制方向以及进行的步数。其中，步进电机3的移动范围设置为使得太赫兹时域光谱系统发射出的激光位于样品上且距离样品的边缘至少为2mm(即指步进电机3的移动使得本实用新型的太赫兹时域光谱系统发射出的激光的边缘距离样品的边缘2mm，并在距离边缘2mm处停止前进)，可根据标尺6进行调整步进电机3的移动量程，以防止在样品移动过程中激光打到样品腔121上。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。