红外太赫兹光谱仪制造技术

本发明专利技术公开了一种红外太赫兹光谱仪，包括太赫兹光学系统、焦平面探测器和太赫兹图像处理装置；太赫兹光学系统包括发射波长为30

【技术实现步骤摘要】
红外太赫兹光谱仪


[0001]本专利技术涉及太赫兹光谱
，尤其涉及一种红外太赫兹光谱仪。

技术介绍

[0002]太赫兹(THz)波是指频率在0.1~10 THz(波长为30微米
‑
3毫米)范围内的电磁波，在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合，介于光子学与电子学频谱之间，是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，称为电磁波谱的“太赫兹空隙(THz gap)”。其中，波长30
‑
300微米属于长波红外，波长300微米
‑
3毫米属于毫米波。
[0003]太赫兹波对陶瓷、脂肪、布料、木材、纸张等材料具有良好穿透性，太赫兹光子能量为MeV量级，不会产生电离，比较安全；波段能够覆盖半导体、等离子体，有机体和生物大分子等物质的特征谱；利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识。THz技术可广泛应用于雷达、遥感的数据通讯与传输、大气与环境监测、实时生物信息提取以及医学诊断等领域。因此，THz研究对国民经济和国家安全有重大的应用价值。
[0004]但是，目前国内常用小于20微米的短红外技术，缺乏波长大于20微米的高灵敏红外探测器，而商用THz技术基本都是采用的毫米波，即300微米
‑
3毫米，如常见的机场安检一般是约300GHz；国外商用设备虽有部分采用长波红外，但基本都是采用光热型探测器，分辨率低，受限于成像质量而应用规模不大，设备庞大而昂贵。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种红外太赫兹光谱仪以解决上述技术问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种红外太赫兹光谱仪，包括太赫兹光学系统、焦平面探测器和太赫兹图像处理装置；所述太赫兹光学系统包括发射波长为30
‑
300微米太赫兹波信号的太赫兹光源、入射光调整装置和出射光调整装置；所述焦平面探测器包括Ge探测器和读出电路，所述读出电路与太赫兹图像处理装置电连接；所述太赫兹光源产生的太赫兹波信号，经入射光调整装置发射至待测物品后反射或透射，经出射光调整装置传送给Ge探测器，所述Ge探测器根据待测物品反射或透射的太赫兹波信号生成太赫兹光谱信息通过读出电路传输给太赫兹图像处理装置。
[0007]作为优选，所述太赫兹图像处理装置包括主控制电路以及分别与主控制电路电连接的偏置电压电路、AD转换电路、显示模块和无线传输模块，所述光源接口电路连接太赫兹光源，所述偏置电压电路、AD转换电路分别连接焦平面探测器的读出电路。
[0008]作为优选，所述Ge探测器为双面镜像结构，包括Ge基底和成镜像设置的上探测层和下探测层，所述上探测层包括从外到内依次设置的上吸收区电极、上吸收区、上阻挡区和上阻挡区电极，所述下探测层包括从外到内依次设置的下吸收区电极、下吸收区、下阻挡区和下阻挡区电极；所述上吸收区电极和下吸收区电极连接为吸收区串联端，上阻挡区电极
和下阻挡区电极连接为阻挡区串联端，吸收区串联端和阻挡区串联端分别与偏置电压电路电连接。
[0009]作为优选，所述太赫兹图像处理装置还包括用于存储的存储模块，所述存储模块与主控制电路电连接。
[0010]作为优选，所述太赫兹图像处理装置还包括温度传感器，所述温度传感器与主控制电路电连接。
[0011]作为优选，所述太赫兹图像处理装置包括用于外接红外太赫兹相机的相机接口电路，所述相机接口电路与主控制电路电连接。
[0012]作为优选，所述无线传输模块采用的无线通讯包括以下的至少一种：Wi
‑
Fi，蓝牙，zigbee，运营商通信模式2G、3G、4G或5G。
[0013]作为优选，所述上探测层和下探测层均为环形。
[0014]作为优选，所述上阻挡区和下阻挡区的边长范围为30～50μm，上吸收区和下吸收区的边长范围为90～900μm。
[0015]作为优选，所述入射光调整装置为由柱面镜、第一凸透镜、第一凹透镜依次构成的入射光路，所述出射光调整装置为由聚焦镜、第二凹透镜、第二凸透镜依次构成的出射光路。
[0016]与现有技术相比较，本专利技术采用30
‑
300微米的太赫兹红外光光谱成像，可广泛应用于爆炸物等危险品成分识别、先进医学影像、红外天文探测等；采用Ge探测器，在传统BIB探测器基础上进行改进，制备成本低，有效提高光子的吸收利用率，提高探测效率。
附图说明
[0017]图1为本专利技术红外太赫兹光谱仪的一种结构框图；图2为本专利技术红外太赫兹光谱仪中Ge探测器的一种结构示意图。
[0018]图中，1
‑
太赫兹光学系统，2
‑
焦平面探测器，3
‑
太赫兹图像处理装置，11
‑
太赫兹光源，12
‑
入射光调整装置，13
‑
出射光调整装置，21
‑
Ge探测器，22
‑
读出电路，31
‑
主控制电路，32
‑
偏置电压电路，33
‑
AD转换电路，34
‑
显示模块，35
‑
无线传输模块，36
‑
存储模块，37
‑
温度传感器，38
‑
相机接口电路，200
‑
Ge基底，201
‑
吸收区电极，202
‑
上吸收区，203
‑
上阻挡区，204
‑
上阻挡区电极，205
‑
下吸收区电极，206
‑
下吸收区，207
‑
下阻挡区，208
‑
下阻挡区电极。
具体实施方式
[0019]以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。
[0020]在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0021]如图1所示，一种红外太赫兹光谱仪，包括太赫兹光学系统1、焦平面探测器2和太赫兹图像处理装置3，所述太赫兹光学系统1包括发射波长为30
‑
300微米太赫兹波信号的太
赫兹光源11、入射光调整装置12和出射光调整装置13；所述焦平面探测器2包括Ge探测器21和读出电路22，所述读出电路22与太赫兹图像处理装置3电连接。
[0022]本专利技术采用30
‑
300微米的太赫兹红外光光谱成像，可广泛应用于先进医学影像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外太赫兹光谱仪，其特征在于，包括太赫兹光学系统、焦平面探测器和太赫兹图像处理装置；所述太赫兹光学系统包括发射波长为30
‑
300微米太赫兹波信号的太赫兹光源、入射光调整装置和出射光调整装置；所述焦平面探测器包括Ge探测器和读出电路，所述读出电路与太赫兹图像处理装置电连接；所述太赫兹光源产生的太赫兹波信号，经入射光调整装置发射至待测物品后反射或透射，经出射光调整装置传送给Ge探测器，所述Ge探测器根据待测物品反射或透射的太赫兹波信号生成太赫兹光谱信息通过读出电路传输给太赫兹图像处理装置。2.根据权利要求1所述的红外太赫兹光谱仪，其特征在于，所述太赫兹图像处理装置包括主控制电路以及分别与主控制电路电连接的偏置电压电路、AD转换电路、显示模块和无线传输模块，所述光源接口电路连接太赫兹光源，所述偏置电压电路、AD转换电路分别连接焦平面探测器的读出电路。3.根据权利要求2所述的红外太赫兹光谱仪，其特征在于，所述Ge探测器为双面镜像结构，包括Ge基底和成镜像设置的上探测层和下探测层，所述上探测层包括从外到内依次设置的上吸收区电极、上吸收区、上阻挡区和上阻挡区电极，所述下探测层包括从外到内依次设置的下吸收区电极、下吸收区、下阻挡区和下阻挡区电极；所述上吸收区电极和下吸收区电极连接为吸收区串联端，上阻挡区电极和下阻挡区...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏项团，俞圣亮，
申请(专利权)人：浙江悟空光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：