近年來(lái)，隨著太赫茲源與探測(cè)器的發(fā)展，各類太赫茲(Tera Hertz，簡(jiǎn)稱，THz)技術(shù)也日趨完善，其中，太赫茲波光譜技術(shù)及其應(yīng)用的研究更是引起了眾多科學(xué)家的關(guān)注，THz光譜技術(shù)也成為了光譜領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

THz光譜技術(shù)的誕生與發(fā)展很好的填補(bǔ)了光譜領(lǐng)域的“THz空隙”，且具有與眾不同之處：(1)THz光譜技術(shù)屬于紅外光譜范疇，但功能又與紅外光譜不同，THz光譜特征主要與晶體的宏觀結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)程相互作用緊密相關(guān)，而傳統(tǒng)的紅外光譜主要探測(cè)的是分子官能團(tuán)及分子內(nèi)部的相互作用； (2)THz光譜為吸收光譜，與拉曼散射光譜相比，兩者的產(chǎn)生機(jī)理不同：吸收光譜是由于振動(dòng)引起分子偶極矩或電荷分布變化產(chǎn)生的，而拉曼散射是由于鍵上電子云分布產(chǎn)生瞬間變形引起暫時(shí)極化，是極化率的改變，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，當(dāng)返回基態(tài)時(shí)發(fā)生的散射。對(duì)于具有對(duì)稱中心的分子來(lái)說(shuō)，與對(duì)稱中心有對(duì)稱關(guān)系的振動(dòng)，THz不可見，拉曼可見；與對(duì)稱中心無(wú)對(duì)稱關(guān)系的振動(dòng)，THz可見，拉曼不可見；(3)THz光譜與原子發(fā)射光譜相比，后者主要采用分解形成的原子或離子時(shí)所發(fā)射的特征光譜的波長(zhǎng)及其強(qiáng)度來(lái)對(duì)各種元素進(jìn)行定性和定量分析，樣品組分對(duì)譜線強(qiáng)度影響較為顯著，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)參比的組分要求較高，且只能用于元素分析，不能進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形態(tài)的測(cè)定。綜上所述，THz光譜技術(shù)作為一種新型的光譜技術(shù)具有其鮮明的特點(diǎn)和功能，與當(dāng)前主流的光譜技術(shù)互為補(bǔ)充，完善了光譜測(cè)量技術(shù)，拓展了光譜測(cè)試的應(yīng)用范圍。

目前在THz光譜探測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣的就是太赫茲時(shí)域光譜儀技術(shù) (THz-Time Domain Spectrometer，簡(jiǎn)稱THzTDS)系統(tǒng)，該技術(shù)是20世紀(jì) 80年代由AT&T,Bell實(shí)驗(yàn)室和IBM公司的T.J.Waston中心研究發(fā)展起來(lái)的。而該系統(tǒng)進(jìn)行的物質(zhì)檢測(cè)絕大部分采用的是透射成譜模式，但 THzTDS系統(tǒng)同時(shí)也受到自身的局限，導(dǎo)致其始終無(wú)法跨出實(shí)驗(yàn)室，面向?qū)嶋H應(yīng)用，主要因素包括：(1)由于采用時(shí)域光譜系統(tǒng)，利用傅立葉變換處理時(shí)域脈沖信號(hào)得到頻域光譜，而時(shí)域光譜技術(shù)導(dǎo)致THz信號(hào)強(qiáng)度低， THzTDS系統(tǒng)通常采用光電導(dǎo)天線或非線性光整流的方式產(chǎn)生THz寬頻輻射，此二種方式產(chǎn)生的THz輻射信號(hào)強(qiáng)度在微瓦量級(jí)，信號(hào)容易受到干擾導(dǎo)致探測(cè)數(shù)據(jù)誤差較大；(2)受限于上一點(diǎn)，THzTDS系統(tǒng)只能采用相干探測(cè)技術(shù)進(jìn)行THz信號(hào)檢測(cè)，從而保證探測(cè)信號(hào)的信噪比，借助相干探測(cè)技術(shù)，THz TDS信噪比可以高達(dá)10000：1甚至更高，但同時(shí)導(dǎo)致光譜數(shù)據(jù)獲取速度較慢從而使THz光譜信號(hào)能夠準(zhǔn)確被提??；(3)THzTDS系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，THzTDS系統(tǒng)由于采用了相干探測(cè)技術(shù)，導(dǎo)致必須使用時(shí)間延遲線，所以系統(tǒng)包含有重復(fù)的機(jī)械往返運(yùn)動(dòng)，如果使用時(shí)間過(guò)久，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)老化，準(zhǔn)確度明顯降低，另外由于必須采用飛秒激光器，所以系統(tǒng)配置設(shè)備費(fèi)用也比較昂貴；

測(cè)試環(huán)境局限，THzTDS系統(tǒng)一般而言，均在密封真空環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)測(cè)試距離不超過(guò)1米，所以該技術(shù)在實(shí)際爆炸物檢測(cè)方面作用甚微。

本發(fā)明提供一種太赫茲光譜探測(cè)系統(tǒng)，包括調(diào)制模塊、選模模塊、探測(cè)光路以及探測(cè)模塊，其中，調(diào)制模塊輸出信號(hào)至選模模塊，選模模塊與探測(cè)光路以及探測(cè)模塊依次光路連通；選模模塊以及調(diào)制模塊分別由探測(cè)模塊控制。

本發(fā)明還提供一種太赫茲光譜探測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟S1：提供用于將直流偏置信號(hào)和射頻信號(hào)耦合的調(diào)制模塊；

步驟S2：提供對(duì)來(lái)自S1中經(jīng)耦合的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行單一縱模信號(hào)輸出的選模模塊；

步驟S3：提供對(duì)S2中單一縱模信號(hào)進(jìn)行光路傳輸?shù)奶綔y(cè)光路；

步驟S4：提供對(duì)經(jīng)S3中探測(cè)光路傳輸?shù)男盘?hào)確定THz頻譜中特定頻點(diǎn)響應(yīng)并顯示的探測(cè)模塊；

步驟S5：調(diào)整選模模塊的衍射反饋角，重復(fù)上述S2-S4，獲取不同頻點(diǎn)的響應(yīng)值，從而得到全頻段THz透射光譜數(shù)據(jù)。

本發(fā)明以THz QCL為光譜光源，將THz QCL與外腔調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，且基于THz QCL自身高輸出功率及高工作頻率的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)開放環(huán)境下的4THz以上頻段的THz光譜測(cè)試。采用小角度調(diào)整選模范圍即能實(shí)現(xiàn)連續(xù)頻譜信息提取，測(cè)試速度快，無(wú)需相干探測(cè)機(jī)制及相關(guān)光學(xué)系統(tǒng)，光譜系統(tǒng)復(fù)雜度顯著降低，光譜數(shù)據(jù)獲取速度快且分辨率高，而且本發(fā)明只需將THz QCL選模模塊置于真空中而非整個(gè)系統(tǒng)處于真空環(huán)境。因而本發(fā)明克服了現(xiàn)有時(shí)域太赫茲光譜系統(tǒng)的局限性，如低光譜分辨率、時(shí)間延遲線、太赫茲信號(hào)強(qiáng)度低和測(cè)試環(huán)境全真空以及頻段受限等因素，為傳統(tǒng)的光譜檢測(cè)領(lǐng)域提供了一種新型的技術(shù)手段，對(duì)THz光譜技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用具有積極的推動(dòng)作用。