一種基于cars效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置及方法，激光器射出的激光依次垂直入射至分光鏡和離軸拋物面鏡，經(jīng)分光鏡和離軸拋物面鏡反射后的激光和待探測(cè)光通過(guò)凸透鏡聚焦后入射至樣品，通過(guò)樣品后的光一部分被擋板吸收，另一部分形成反斯托克斯光，擋板的后方設(shè)有用于探測(cè)反斯托克斯光的探測(cè)裝置，步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)的前方一側(cè)設(shè)有標(biāo)尺，標(biāo)尺連接有用于采集狹縫位置信息的信息采集器。本發(fā)明裝置具有測(cè)量范圍廣、靈敏度高、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低且能夠在室溫條件下工作的特點(diǎn)，適用于太赫茲科研領(lǐng)域以及太赫茲技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，并可通過(guò)其測(cè)量方法得到精確可靠的待測(cè)光頻率。
【專利說(shuō)明】
一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電磁波檢測(cè)技術(shù)，具體的說(shuō)，是涉及一種基于空間折疊的相干反 斯托克斯(簡(jiǎn)稱BOX CARS)效應(yīng)測(cè)量太赫茲(THZ)的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)很多不同類型的太赫茲輻射源都得到了很大的發(fā)展，并且被廣泛應(yīng)用于成 像、光譜分析等領(lǐng)域中。在太赫茲光譜分析領(lǐng)域，太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)由于通常只能實(shí)現(xiàn)數(shù) 十GHz的光譜分辨能力，在部分應(yīng)用中已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需求。在這樣的背景下，人們提 出了各種較精確的方法來(lái)探測(cè)THZ的頻率，但是都有不足之處，具體如下：
[0003] 目前太赫茲長(zhǎng)波段頻率測(cè)量普遍應(yīng)用的是外差法，它是將被測(cè)信號(hào)與頻率相當(dāng)?shù)?本地振蕩信號(hào)差頻，通過(guò)分析輸出的中頻信號(hào)來(lái)獲得被測(cè)太赫茲波的頻率。但是對(duì)于THz高 功率脈沖波，外差法仍存在以下兩個(gè)缺陷:一是THz本地振蕩源很少，而且價(jià)格昂貴;二是被 測(cè)THz脈沖波的脈沖寬度太短，無(wú)法保證本地連續(xù)波信號(hào)與脈沖波混頻的效果，從而影響了 測(cè)量精度。
[0004] 還有一種測(cè)量THZ頻率的方法是利用FP干涉儀去探測(cè)，F(xiàn)P干涉儀測(cè)量太赫茲波頻 率的原理是太赫茲波垂直入射FP干涉儀后，當(dāng)金屬網(wǎng)柵對(duì)入射波的反射率較大時(shí)，透射光 發(fā)生多光束干涉，通過(guò)移動(dòng)FP干涉儀兩金屬網(wǎng)柵間距調(diào)節(jié)透射光兩相鄰光束之間的光程 差，干涉光束經(jīng)過(guò)透鏡后會(huì)聚在探測(cè)器上。實(shí)驗(yàn)通過(guò)采集FP干涉儀兩金屬網(wǎng)柵的不同間距 所對(duì)應(yīng)的透射光強(qiáng)，進(jìn)行曲線擬合，便可得出相鄰兩個(gè)光強(qiáng)峰值的間距，計(jì)算出太赫茲頻 率。其特點(diǎn)是干涉儀精細(xì)度高，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是需要采用特殊技術(shù)制作金屬網(wǎng)柵，且 制作的金屬網(wǎng)柵的線寬，厚度以及周期都處于微米量級(jí)，難于保存，此外，構(gòu)建Fabry-Perot 干涉儀時(shí)難于安裝及保證兩金屬網(wǎng)柵的平行度。改進(jìn)這種方法選用有襯底的金屬網(wǎng)柵構(gòu)建 Fabry-Perot干涉儀來(lái)測(cè)量窄線寬太赫茲輻射波長(zhǎng)時(shí)有緊湊，易于安裝、調(diào)節(jié)、保證平行度， 便于保存的優(yōu)勢(shì)，但是精細(xì)度隨之降低。
[0005] 除了上面的兩種THZ頻率探測(cè)方法，還有工作在太赫茲波段的傅里葉變換光譜儀 也可以用于測(cè)量THZ的頻率譜，但是該技術(shù)使用的探測(cè)器只有在液氮冷卻的溫度條件下才 能進(jìn)行低頻太赫茲波探測(cè)和高靈敏度探測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于空間折疊的相干反斯 托克斯效應(yīng)(BOX CARS)的太赫茲頻率測(cè)量裝置及方法，這種裝置具有測(cè)量范圍廣、靈敏度 高、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低且能夠在室溫條件下工作的特點(diǎn)，適用于太赫茲科研領(lǐng)域 以及太赫茲技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，并可通過(guò)其測(cè)量方法得到精確可靠的待測(cè)光頻率。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置，包括激光器、分光鏡、離軸拋物面 鏡、凸透鏡、樣品、擋板、步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)和計(jì)算機(jī)，所述激光器射出的激光依次垂直入射至分 光鏡和離軸拋物面鏡，經(jīng)分光鏡和離軸拋物面鏡反射后的激光和待探測(cè)光通過(guò)所述凸透鏡 聚焦后入射至所述樣品，通過(guò)所述樣品后的光一部分被所述擋板吸收，另一部分形成有反 斯托克斯光，所述擋板的后方設(shè)有用于探測(cè)所述反斯托克斯光的探測(cè)裝置，所述探測(cè)裝置 由依次設(shè)置在所述步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)上的狹縫、準(zhǔn)直元件、色散元件、聚焦元件和CCD檢測(cè)器構(gòu) 成，所述步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)的前方一側(cè)還設(shè)有標(biāo)尺，所述標(biāo)尺連接有用于采集狹縫位置信息的 信息采集器，所述信息采集器、CCD檢測(cè)器和步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)均通過(guò)線纜與所述計(jì)算機(jī)相連。
[0009] 所述激光器由連續(xù)寬帶激光器構(gòu)成。
[0010] 所述離軸拋物面鏡的表面鍍有金屬金。
[0011] 所述標(biāo)尺的精度為納米級(jí)或納米級(jí)以下。
[0012] -種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置的測(cè)量方法，包括以下步驟：
[0013] (1)打開(kāi)激光器，移動(dòng)步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)，使探測(cè)裝置隨著步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)；
[0014] (2)探測(cè)裝置在移動(dòng)過(guò)程中探測(cè)到反斯托克斯光信號(hào)增強(qiáng)的點(diǎn)，通過(guò)標(biāo)尺和計(jì)算 機(jī)記錄該時(shí)刻下探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)；
[0015] (3)通過(guò)待探測(cè)光的頻率計(jì)算公式得到待測(cè)光頻率；
[0016] (4)為使測(cè)量數(shù)據(jù)精確可靠，在所述測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上相對(duì)應(yīng)地增加兩個(gè)分光鏡、 一個(gè)凸透鏡，一個(gè)樣品和一個(gè)擋板，從上往下移動(dòng)步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)，使探測(cè)裝置隨著步進(jìn)移動(dòng) 平臺(tái)移動(dòng)；
[0017] (5)通過(guò)步驟(2)使探測(cè)裝置在移動(dòng)過(guò)程中探測(cè)到兩個(gè)反斯托克斯光信號(hào)增強(qiáng)的 點(diǎn)，分別記錄下兩個(gè)時(shí)刻下探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)；
[0018] (6)通過(guò)步驟(3)得到兩個(gè)待測(cè)光頻率，若這兩個(gè)待測(cè)光頻率的值相差較大，則重 新測(cè)量;若相差微小，則取兩者平均值后作為最終的待測(cè)光頻率，以消除隨機(jī)誤差。
[0019] 步驟(4)中所述兩個(gè)分光鏡的其中一個(gè)的參數(shù)為1/4反射率、3/4透射率;另一個(gè)的 參數(shù)為1 /3反射率、2/3透射率。
[0020] 步驟(4)中在所述測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上相對(duì)應(yīng)地增加多組分光鏡、凸透鏡，樣品和擋 板，通過(guò)步驟(2)記錄下多組探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)，通過(guò)步驟(3)得到多組待測(cè)光頻率，若多 組待測(cè)光頻率的值相差微小，則取多組待測(cè)光頻率的平均值后作為最終的待測(cè)光頻率。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是：
[0022] 1.本發(fā)明測(cè)量裝置成本低、誤差小、精度高，并且具有較快的測(cè)量速度，可以廣泛 應(yīng)用于從事研究太赫茲相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室中。
[0023] 2.測(cè)量范圍廣，除了可以測(cè)量整個(gè)THZ波段的頻率，還可以測(cè)量遠(yuǎn)紅外和微波波段 的電磁波頻率。
[0024] 3.裝置整體搭建完畢后，測(cè)量時(shí)只需步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)來(lái)獲取反斯托克斯光信號(hào)出現(xiàn) 增強(qiáng)點(diǎn)時(shí)探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)，最終由計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)采集及計(jì)算，操作方便，測(cè)量速度 快。
[0025] 4.可在測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上相對(duì)應(yīng)地增加多組分光鏡、凸透鏡，樣品和擋板，從而測(cè) 得多組待測(cè)光頻率，取組待測(cè)光頻率的平均值后作為最終的待測(cè)光頻率，使得測(cè)量數(shù)據(jù)精 確可靠，精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2是頻率測(cè)量中相位匹配原理示意圖。
[0028] 圖3是本發(fā)明其中一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖標(biāo)記：1_激光器2-待探測(cè)光3-分光鏡4-離軸拋物面鏡5-凸透鏡6-樣品 7_擋板8-標(biāo)尺9-狹縫10-準(zhǔn)直元件11-色散元件12-聚焦元件13-CXD檢測(cè)器14-步進(jìn) 移動(dòng)平臺(tái)15H十算機(jī)16-彳目息米集器
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：
[0031] 如圖1所示，一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置，包括激光器1、分光鏡3、 離軸拋物面鏡4、凸透鏡5、樣品6、擋板7、步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)14和計(jì)算機(jī)15，激光器1由連續(xù)寬帶 激光器構(gòu)成，用于發(fā)射連續(xù)寬帶的激光;離軸拋物面鏡4用于轉(zhuǎn)折光路，其表面鍍有金屬金； 凸透鏡5用于將兩束激光和一束待探測(cè)光2匯聚于樣品6上，待探測(cè)光2為需要探測(cè)的光，本 實(shí)施中將其頻率設(shè)為ω 2;樣品6選用拉曼頻移較大的并使其位于凸透鏡5的焦點(diǎn)處;擋板7 用于過(guò)濾一些不需要的光。
[0032] 激光器1射出的激光依次垂直入射至分光鏡3和離軸拋物面鏡4,本實(shí)施例中分光 鏡的參數(shù)為1/2透射率、1/2反射率，經(jīng)分光鏡3和離軸拋物面鏡4反射后的激光和待探測(cè)光2 通過(guò)凸透鏡5聚焦后入射至樣品6,通過(guò)樣品6后的光一部分被擋板7吸收，另一部分形成有 反斯托克斯光，擋板7的后方設(shè)有用于探測(cè)反斯托克斯光的探測(cè)裝置，探測(cè)裝置由依次設(shè)置 在步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)14上的狹縫9、準(zhǔn)直元件10、色散元件11、聚焦元件12和(XD檢測(cè)器13構(gòu)成， 狹縫9的作用是在入射光的照射下形成光譜儀成像系統(tǒng)的物點(diǎn);準(zhǔn)直元件10使狹縫9發(fā)出的 光線變?yōu)槠叫泄?色散元件11通常采用光柵，使光信號(hào)在空間上按波長(zhǎng)分散成為多條光束； 聚焦元件12聚焦色散后的光束，使其在焦平面上形成一系列入射狹縫9的像，其中每一像點(diǎn) 對(duì)應(yīng)于一特定波長(zhǎng);CCD檢測(cè)器13放置于焦平面，用于測(cè)量各波長(zhǎng)像點(diǎn)的光強(qiáng)度。步進(jìn)移動(dòng) 平臺(tái)14的前方一側(cè)還設(shè)有用于觀察和標(biāo)定狹縫9位置的高精度的標(biāo)尺8,標(biāo)尺8的精度為納 米級(jí)或納米級(jí)以下;標(biāo)尺8連接信息采集器16,信息采集器16、CCD檢測(cè)器13和步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái) 14均通過(guò)線纜與計(jì)算機(jī)15相連，計(jì)算機(jī)15的程序控制步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)14沿標(biāo)尺8的方向步進(jìn) 運(yùn)動(dòng)，信息采集器16將出現(xiàn)了反斯托克斯光信號(hào)增強(qiáng)時(shí)的狹縫9的位置數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)15， 計(jì)算機(jī)15運(yùn)行測(cè)量程序，讀取信息采集器16輸出的數(shù)字電壓值，對(duì)步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)14發(fā)出工 作指令，最終為用戶計(jì)算得出測(cè)量結(jié)果。
[0033]本發(fā)明測(cè)量裝置的原理如下：
[0034] 如圖1所示：由于激光器1是一個(gè)寬帶激光器，包含了各種頻率，于是其中必然存在 某個(gè)頻率〇^滿足公式(1.1)
[0035] ωι-ω2 = ων 公式（1.1)
[0036] 式中：ων為樣品6的拉曼活性的振動(dòng)頻率，其中ων是確定的已知量。
[0037] ω2是待探測(cè)光2的頻率。〇^是激光器1入射的激光頻率，共有兩束：由連續(xù)的寬帶 激光器1發(fā)射的光在前期光路中一分為二，一部分通過(guò)了凸透鏡5的上方，一部分通過(guò)了凸 透鏡5的下方。
[0038]由相干反斯托克斯拉曼光譜學(xué)(CARS)理論可知:這兩個(gè)入射光對(duì)應(yīng)于受激拉曼散 射的栗浦光（ω 1= gh)和斯托克斯光（ω 2= ω s)。頻率為ω ω 2的光通過(guò)受激拉曼散射產(chǎn) 生了粒子數(shù)密度很大的振動(dòng)激發(fā)態(tài)分子。作為非線性介質(zhì)，這些激發(fā)態(tài)分子利用頻率ω :的 入射光產(chǎn)生《a = 2 ω廣^^的反斯托克斯光。如圖2所示，在滿足相位匹配條件 2萬(wàn)=/7； +/7； =/7 (〗:由此式計(jì)算可得)后，得到的反斯托克斯光信號(hào)的強(qiáng)度將會(huì)比自發(fā)拉曼光 譜信號(hào)大1〇4~1〇5倍。
[0039]本發(fā)明專利利用空間折疊的相干反斯托克斯(BOX CARS)取代通常使用的共線的 相干反斯托克斯(CARS)。從而克服了一個(gè)缺陷（彼此平行的兩束入射激光和信號(hào)光束在空 間上是重疊的，必須用昂貴的光譜濾波片將他們區(qū)分開(kāi)來(lái)）。本實(shí)施例中選用的是價(jià)格較低 的連續(xù)寬帶激光器。選擇一個(gè)拉曼活性的振動(dòng)頻率較高的樣品6,探測(cè)裝置隨著步進(jìn)移動(dòng)平 臺(tái)14移動(dòng)，在滿足相位匹配的一個(gè)位置，將會(huì)出現(xiàn)反斯托克斯光信號(hào)增強(qiáng)的點(diǎn)，記錄下此刻 探測(cè)器的位置數(shù)據(jù)d。根據(jù)相關(guān)計(jì)算可以得到以下的方程組：
[0041] 式中石、ξ、ξ分別是的波矢，其方向及角度α如圖1和圖2所示；
[0042] $ .、勾、&、&分別是I.、冢:.、fg對(duì)應(yīng)的模值，c是光速。
[0043] 再聯(lián)立公式(1.1)，可得待測(cè)光頻率的公式為：
[0045] 若要進(jìn)一步提高精確度和可靠性，減少誤差(樣品性質(zhì)微變、噪聲信號(hào)干擾等），可 以在圖1的基礎(chǔ)上添加兩個(gè)個(gè)分光鏡3、一個(gè)凸透鏡5和一種新的樣品6,如圖3所示。當(dāng)探測(cè) 裝置從上往下移動(dòng)的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)反斯托克斯光信號(hào)突增的位置，分別記錄下位置 信息。按照公式（1.3)中的計(jì)算方式，就可以得到兩個(gè)待測(cè)光的頻率分別為如果 發(fā)現(xiàn)相差較大，那么就說(shuō)明可能發(fā)生了材質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化或者出現(xiàn)了較大的誤 差，需要改善后重新測(cè)量;如果發(fā)現(xiàn)與基本相等，那么可以選取兩者的平均值作為最 后的待測(cè)光的頻率，以消除隨機(jī)誤差。
[0046] 進(jìn)一步的，可以再添加多組分光鏡、透鏡和樣品來(lái)采集一系列的出現(xiàn)反斯托克斯 光信號(hào)增強(qiáng)的位置點(diǎn)。從而可以計(jì)算出多組待測(cè)光頻率^ U、……，如果 多組頻率基本相等，則最終的待測(cè)光頻率計(jì)算式為
[0048] -種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置的測(cè)量方法，包括以下步驟：
[0049] (1)打開(kāi)激光器1，移動(dòng)步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)14，使探測(cè)裝置隨著步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)14移動(dòng)；
[0050] (2)探測(cè)裝置在移動(dòng)過(guò)程中探測(cè)到反斯托克斯光信號(hào)增強(qiáng)的點(diǎn)，通過(guò)標(biāo)尺和計(jì)算 機(jī)記錄該時(shí)刻下探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)；
[0051] (3)通過(guò)待探測(cè)光的頻率計(jì)算公式(1.3)得到待測(cè)光頻率；
[0052] (4)為使測(cè)量數(shù)據(jù)精確可靠，在所述測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上相對(duì)應(yīng)地增加兩個(gè)分光鏡 3、一個(gè)凸透鏡5,一個(gè)樣品6和一個(gè)擋板7,從上往下移動(dòng)步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)14,使探測(cè)裝置隨著 步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)14移動(dòng)；
[0053] 圖3中較為靠近的兩個(gè)分光鏡3中位于上面的參數(shù)為1/4反射率、3/4透射率；另一 個(gè)的參數(shù)為1/3反射率、2/3透射率；
[0054] (5)探測(cè)裝置在移動(dòng)過(guò)程中探測(cè)到兩個(gè)反斯托克斯光信號(hào)增強(qiáng)的點(diǎn)，分別記錄下 兩個(gè)時(shí)刻下探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)；
[0055] (6)通過(guò)待探測(cè)光的頻率計(jì)算公式得到兩個(gè)待測(cè)光頻率，若這兩個(gè)待測(cè)光頻率的 值相差較大，則重新測(cè)量;若相差微小，則取兩者平均值后作為待測(cè)光頻率，以消除隨機(jī)誤 差。
[0056] 優(yōu)選的，在所述測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上相對(duì)應(yīng)地增加多組分光鏡3、凸透鏡5,樣品6和 擋板7,從而通過(guò)步驟(2)、（3)測(cè)得多組待測(cè)光頻率，若多組待測(cè)光頻率的值相差微小，則采 用公式(1.4)計(jì)算得到最精確的待測(cè)光頻率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置，其特征在于，包括激光器、分光鏡、離 軸拋物面鏡、凸透鏡、樣品、擋板、步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)和計(jì)算機(jī)，所述激光器射出的激光依次垂直 入射至分光鏡和離軸拋物面鏡，經(jīng)分光鏡和離軸拋物面鏡反射后的激光和待探測(cè)光通過(guò)所 述凸透鏡聚焦后入射至所述樣品，通過(guò)所述樣品后的光一部分被所述擋板吸收，另一部分 形成有反斯托克斯光，所述擋板的后方設(shè)有用于探測(cè)所述反斯托克斯光的探測(cè)裝置，所述 探測(cè)裝置由依次設(shè)置在所述步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)上的狹縫、準(zhǔn)直元件、色散元件、聚焦元件和CCD 檢測(cè)器構(gòu)成，所述步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)的前方一側(cè)還設(shè)有標(biāo)尺，所述標(biāo)尺連接有用于采集狹縫位 置信息的信息采集器，所述信息采集器、CCD檢測(cè)器和步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)均通過(guò)線纜與所述計(jì)算 機(jī)相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置，其特征在于，所述 激光器由連續(xù)寬帶激光器構(gòu)成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置，其特征在于，所述 離軸拋物面鏡的表面鍍有金屬金。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置，其特征在于，所述 標(biāo)尺的精度為納米級(jí)或納米級(jí)以下。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特 征在于，包括以下步驟： (1) 打開(kāi)激光器，移動(dòng)步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)，使探測(cè)裝置隨著步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)； (2) 探測(cè)裝置在移動(dòng)過(guò)程中探測(cè)到反斯托克斯光信號(hào)增強(qiáng)的點(diǎn)，通過(guò)標(biāo)尺和計(jì)算機(jī)記 錄該時(shí)刻下探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)； (3) 通過(guò)待探測(cè)光的頻率計(jì)算公式得到待測(cè)光頻率； (4) 為使測(cè)量數(shù)據(jù)精確可靠，在所述測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上相對(duì)應(yīng)地增加兩個(gè)分光鏡、一個(gè) 凸透鏡，一個(gè)樣品和一個(gè)擋板，從上往下移動(dòng)步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái)，使探測(cè)裝置隨著步進(jìn)移動(dòng)平臺(tái) 移動(dòng)； (5) 通過(guò)步驟(2)使探測(cè)裝置在移動(dòng)過(guò)程中探測(cè)到兩個(gè)反斯托克斯光信號(hào)增強(qiáng)的點(diǎn)，分 別記錄下兩個(gè)時(shí)刻下探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)； (6) 通過(guò)步驟(3)得到兩個(gè)待測(cè)光頻率，若這兩個(gè)待測(cè)光頻率的值相差較大，則重新測(cè) 量;若相差微小，則取兩者平均值后作為最終的待測(cè)光頻率，以消除隨機(jī)誤差。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特 征在于，步驟(4)中所述兩個(gè)分光鏡的其中一個(gè)的參數(shù)為1/4反射率、3/4透射率；另一個(gè)的 參數(shù)為1 /3反射率、2/3透射率。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于CARS效應(yīng)的太赫茲波頻率測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特 征在于，步驟(4)中在所述測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上相對(duì)應(yīng)地增加多組分光鏡、凸透鏡，樣品和擋 板，通過(guò)步驟(2)記錄下多組探測(cè)裝置的位置數(shù)據(jù)，通過(guò)步驟(3)得到多組待測(cè)光頻率，若多 組待測(cè)光頻率的值相差微小，則取多組待測(cè)光頻率的平均值后作為最終的待測(cè)光頻率。
【文檔編號(hào)】G01J3/44GK106092321SQ201610493507
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】鄭偉, 徐德剛, 許浩展, 孫忠誠(chéng)
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)