用于提取近场太赫兹信号的伪零差干涉探测系统

摘要

本实用新型公开了一种用于提取近场太赫兹信号的伪零差干涉探测系统，包括太赫兹功率探测器、锁相放大器、太赫兹波分束器、斩波器、太赫兹反射镜、AFM针尖、函数发生器。借助于伪零差探测的优点，大大优化了近场探测装置，提高了系统集成度，同时丰富了信号的频谱成分，展宽了信号频带，使得锁相探测时能够有更多的频率选择。该实用新型实现了太赫兹近场扫描显微镜中近场信号的高指标和低成本探测，并为其技术实现提供了新的途径。

主权项

一种用于提取近场太赫兹信号的伪零差干涉探测系统，其特征在于：包括THz功率探测器(3)、锁相放大器(10)、THz波分束镜(2)、斩波器(4)、THz反射镜(5)、AFM针尖(7)、函数发生器(16)；THz功率探测器(3)与THz波分束镜(2)连接，THz波分束镜(2)与斩波器(4)连接，斩波器(4)与THz反射镜(5)连接；THz功率探测器(3)与锁相放大器(10)连接，锁相放大器(10)与函数发生器(16)连接；THz波分束镜(2)与AFM针尖(7)连接，AFM针尖(7)与函数发生器(16)连接；斩波器(4)与函数发生器(16)连接；由THz源(1)发出的THz辐射(11)经过半透半反的分束镜(2)分为反射的参考光束(14)和透射的信号光束(12)，其中参考光束(14)经斩波器(4)斩切调制后被参考路末端的反射镜(5)反射再次经过分束镜(2)到THz功率探测器(3)中；另一路信号光束(12)经离轴抛物面镜(6)汇聚后照射到由压电陶瓷(8)驱动的高频振动的AFM针尖(7)上，然后再由离轴抛物面镜(6)接收带有样品(9)信息的AFM针尖(7)的后向散射的非常弱的THz光束(15)；最后离轴抛物面镜(6)收集的后向散射的THz光束(15)和分束镜(2)透射的反向的参考THz光束(14)形成干涉光束(13)，干涉光束(13)由THz探测器(3)进行探测，其输出信号经由锁相放大器(10)高频谐波解调提取后交由上位机进行处理，从而得知近场中与样品相关的信号变化，得到对应样品的指纹；通过函数发生器(16)的三路同步输出同时控制AFM针尖(7)、斩波器(4)和锁相放大器(10)参考源，实现了信号的同步提取，能够准确地获取针尖‑样品偶极子系统激发出的电磁波所携带的信息，通过THz功率探测器(3)后再将锁相放大器(10)获得的相位和幅值信息交由上位机处理就可以获得样品的高分辨的电磁图谱。