一種太赫茲寬譜的生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于儀器用寬光譜源領(lǐng)域，具體涉及一種太赫茲寬譜的生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太赫茲波具有較寬的頻率范圍、獨(dú)特的光子能量與傳播特性，其可作用的物質(zhì)對(duì) 象范圍十分廣泛。約50%的宇宙光子能量，大量星際分子的特征譜線在太赫茲范圍；眾多 有機(jī)分子轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)躍迀、半導(dǎo)體材料的子帶和微帶能量躍迀也在太赫茲范圍之中。因此， 太赫茲波可以與許多物質(zhì)相互作用，展示出物質(zhì)的特征信息。另一方面，由于太赫茲光子的 能量較小，在與物質(zhì)作用時(shí)不易引起物質(zhì)組織的光離化，因此，具有很好的安全性。傳播方 面，太赫茲波具有特殊的穿透性，能夠穿透紡織品、紙板、塑料、木料、煙霧、浮塵等非金屬和 非極性材料。太赫茲波是人類亟待開(kāi)發(fā)的最后的電磁頻率資源，在電子、信息、生命、國(guó)防、 航天等諸方面蘊(yùn)含著巨大的應(yīng)用前景。在諸多領(lǐng)域重大需求的牽引下，太赫茲技術(shù)已成為 各科技大國(guó)支持與重視的重大科學(xué)主題。
[0003] 人們從各個(gè)途徑對(duì)太赫茲輻射技術(shù)展開(kāi)了探索。這些途徑包括利用非線性光學(xué)或 光敏效應(yīng)從可見(jiàn)光區(qū)域轉(zhuǎn)化產(chǎn)生太赫茲波；通過(guò)微波倍頻產(chǎn)生太赫茲波；利用如光栗浦分 子氣體激光或自由電子激光直接產(chǎn)生太赫茲波；采用自由電子激光器調(diào)節(jié)電子能量產(chǎn)生太 赫茲波；通過(guò)分子束外延制備的太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器產(chǎn)生太赫茲波。這些探索取得了許 多的成功，但還存在一些不足，能夠滿足小巧、輕便應(yīng)用的太赫茲光源的僅有太赫茲量子級(jí) 聯(lián)激光器，但是，太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器發(fā)出的光為單頻點(diǎn)。因此，目前還缺乏小巧、輕便應(yīng) 用的太赫茲寬譜源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種太赫茲寬譜的生成方法。
[0005] 本發(fā)明使用鐵鉻鋁合金絲在恒定電流作用下通過(guò)熱輻射的原理產(chǎn)生寬譜輻射，并 通過(guò)光錐收集成為一定出光面積的寬譜源。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種太赫茲寬譜的生成方法，其特點(diǎn)是，太赫茲寬譜的生成方法包括以下步驟： a. 將鐵鉻鋁合金絲纏繞成線圈，然后在合金絲表面沉積A1203氧化保護(hù)層； b. 將步驟a獲得的鐵鉻鋁合金絲線圈焊接到太赫茲寬譜生成裝置中； c. 通過(guò)恒流電源輸入恒定電流給鐵鉻鋁合金絲線圈，產(chǎn)生的太赫茲寬譜由光錐收集 后發(fā)射。
[0007] 步驟a中的鐵鉻鋁合金絲，鉻含量范圍為5wt. %_30wt. %，鋁含量范圍為4 wt. %_6wt. %，其余為鐵。
[0008] 步驟a中的鐵鉻鋁合金絲直徑范圍為0. 5mm-l. 0mm。
[0009] 步驟b所述的太赫茲寬譜生成裝置，包括鐵鉻鋁合金絲、光錐、恒流電源、支撐架、 散熱口、快接頭、出光口，鐵鉻鋁合金絲的一端與快接頭的前端一個(gè)插口焊接，再通過(guò)電纜 線與恒流電源的陰極連接，鐵鉻鋁合金絲的另一端與快接頭的前端另一個(gè)插口焊接，再通 過(guò)電纜線與恒流電源的陽(yáng)極連接，光錐固定在快接頭上，快接頭固定在支撐架上，支撐架上 開(kāi)有散熱口和出光口，通電后鐵鉻鋁合金絲產(chǎn)生的太赫茲寬譜通過(guò)出光口發(fā)射。
[0010] 步驟b中的鐵鉻鋁合金絲表面A1203氧化保護(hù)層的厚度為100nm。
[0011] 步驟c中的光錐表面鍍Au。
[0012] 步驟c中的恒定電流范圍為1. 5A-2. 5A。
[0013] 本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)光譜源小巧、輕便應(yīng)用、低成本、與傅立葉頻譜儀器等光譜儀很 好匹配使用。該方法可為頻譜儀器等設(shè)備提供小巧、輕便應(yīng)用的太赫茲寬譜源。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的一種太赫茲寬譜的生成方法原理圖； 圖中：1.鐵鉻鋁合金絲 2.光錐 3.恒流電源 4.支撐架 5.散熱口 6.快接頭 7.出光口。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明。
[0016] 以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的人員在 不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化、替換和變型，因此同等的技術(shù) 方案也屬于本發(fā)明的范疇。
[0017] 實(shí)施例1 圖1是本發(fā)明的一種太赫茲寬譜的生成方法原理圖。
[0018] 實(shí)施例1包括以下步驟： 第一步：選購(gòu)鐵鉻鋁合金絲1 選購(gòu)含量為Cr5wt. %、A1 4wt.%、Fe91wt. %，直徑為1.Omm的鐵絡(luò)錯(cuò)合金絲1。
[0019] 第二步：氧化保護(hù) 將鐵鉻鋁合金絲放入電子束設(shè)備中，蒸鍍l〇〇nm的A1203氧化保護(hù)層。
[0020] 第三步：鐵鉻鋁合金絲1的連接 將第二步獲得的鐵鉻鋁合金絲1纏繞成直徑為1. 〇cm的線圈，鐵鉻鋁合金絲1的一端 與快接頭6的前端一個(gè)插口焊接，再通過(guò)電纜線與恒流電源3的陰極連接，鐵鉻鋁合金絲1 的另一端與快接頭6的前端另一個(gè)插口焊接，再通過(guò)電纜線與恒流電源3的陽(yáng)極連接。
[0021] 第四步：固定光錐2 將表面鍍Au的鋁制光錐2固定在快接頭6上，快接頭6固定在支撐架4上。
[0022] 第五步：完成裝置安裝 最后，調(diào)整鐵鉻鋁合金絲1的位置，使其位于出光口 7的中心位置，通電后鐵鉻鋁合金 絲1產(chǎn)生的太赫茲寬譜通過(guò)出光口 7發(fā)射，利用支撐架4上的散熱口散熱。
[0023] 第六步：測(cè)量安裝位置 根據(jù)測(cè)量位置需要，將太赫茲寬譜生成裝置安裝到需要太赫茲寬譜的光源位置。
[0024] 第七步：設(shè)定工作電流 打開(kāi)恒流電源3的電源，設(shè)定2. 0A的工作電流。
[0025] 第八步：產(chǎn)生太赫茲寬譜 施加2. 0A的工作電流到鐵鉻鋁合金絲1上，產(chǎn)生包括太赫茲寬譜的范圍為100cm1到 1000cm1的超寬光譜。
[0026] 第九步：關(guān)機(jī) 使用完畢后，關(guān)閉恒流電源3,最后將恒流電源3的電纜線與裝置斷開(kāi)。
[0027] 實(shí)施例2 實(shí)施例2與實(shí)施例1的操作步驟相同，不同的是，鐵鉻鋁合金絲1中各成分含量改變?yōu)镃r為 15wt. %、A1 為 4wt. %，F(xiàn)e為 81wt. %。
[0028] 實(shí)施例3 實(shí)施例3與實(shí)施例1的操作步驟相同，不同的是，鐵鉻鋁合金絲1中各成分含量改變?yōu)镃r為 30wt. %、A1 為 4wt. %，F(xiàn)e為 66wt. %。
[0029] 實(shí)施例4 實(shí)施例4與實(shí)施例1的操作步驟相同，不同的是，鐵鉻鋁合金絲1中各成分含量改變?yōu)镃r為 5wt. %、A1 為 5wt. %，F(xiàn)e為 90wt. %。
[0030] 實(shí)施例5 實(shí)施例5與實(shí)施例1的操作步驟相同，不同的是，鐵鉻鋁合金絲1中各成分含量改變?yōu)镃r為 30wt. %、A1 為 5wt. %，F(xiàn)e為 65wt. %。
[0031] 實(shí)施例6 實(shí)施例6與實(shí)施例1的操作步驟相同，不同的是，鐵鉻鋁合金絲1的直徑為0. 75mm。
[0032] 實(shí)施例7 實(shí)施例7與實(shí)施例1的操作步驟相同，不同的是，鐵鉻鋁合金絲1的直徑為0. 5_。
[0033] 實(shí)施例8 實(shí)施例8與實(shí)施例1的操作步驟相同，不同的是，施加的恒定電流為1. 5A。
[0034] 實(shí)施例9 實(shí)施例9與實(shí)施例1的操作步驟相同，不同的是，施加的恒定電流為2. 5A。
[0035] 上述實(shí)施例中涉及到鐵鉻鋁合金絲1的成分和直徑變化如表1所示。
[0036] 表1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種太赫茲寬譜的生成方法，其特征在于，太赫茲寬譜的生成方法包括以下步驟： a. 將鐵鉻鋁合金絲纏繞成線圈，然后在合金絲表面沉積Al2O3氧化保護(hù)層； b. 將步驟a獲得的鐵鉻鋁合金絲線圈焊接到太赫茲寬譜生成裝置中； c. 通過(guò)恒流電源輸入恒定電流給鐵鉻鋁合金絲線圈，產(chǎn)生的太赫茲寬譜由光錐收集 后發(fā)射。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b所述的太赫茲寬譜生成裝置，包 括鐵鉻鋁合金絲（1)、光錐（2)、恒流電源（3)、支撐架（4)、散熱口（5)、快接頭（6)、出光口 (7)，鐵鉻鋁合金絲（1)的一端與快接頭（6)的前端一個(gè)插口焊接，再通過(guò)電纜線與恒流電 源（3)的陰極連接，鐵鉻鋁合金絲（1)的另一端與快接頭（6)的前端另一個(gè)插口焊接，再通 過(guò)電纜線與恒流電源（3)的陽(yáng)極連接，光錐（2)固定在快接頭（6)上，快接頭（6)固定在支 撐架（4)上，支撐架（4)上開(kāi)有散熱口（5)和出光口（7)，通電后鐵鉻鋁合金絲（1)產(chǎn)生的太 赫茲寬譜通過(guò)出光口（7)發(fā)射。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟a中的鐵鉻鋁合金絲，鉻含量 范圍為5wt. %_30wt. %，錯(cuò)含量范圍為4 wt. %_6wt. %，其余為鐵。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟a中的鐵鉻鋁合金絲直徑范圍 為 0_5mm-1. Omm05. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟a中的鐵鉻鋁合金絲表面沉積 的Al2O3氧化保護(hù)層沉積厚度為100nm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟c中的光錐表面鍍Au。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟c中的恒定電流范圍為 I. 5A~2. 5A〇
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種太赫茲寬譜的生成方法。該方法通過(guò)在鐵鉻鋁合金絲表面沉積上一層厚度為100nm的Al2O3氧化保護(hù)層，然后，將鐵鉻鋁合金絲固定到表面鍍Au的光錐后端，采用恒流電源施加1.5A-2.5A范圍內(nèi)的恒定電流，產(chǎn)生頻率在100cm-1到1000cm-1范圍的超寬光譜。所述的鐵鉻鋁合金絲中的鉻含量為5wt.%-30wt.%，鋁含量為4-6wt.%，其余為鐵；鐵鉻鋁合金絲直徑范圍為0.5mm-1.0mm。該方法可為頻譜儀器等設(shè)備提供小巧、輕便應(yīng)用的太赫茲寬譜源。
【IPC分類】G01J3/02, G01J3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105004420
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510434537
【發(fā)明人】王雪敏, 沈昌樂(lè), 吳衛(wèi)東, 黎維華, 王新明, 蔣濤, 樊龍, 湛治強(qiáng), 趙妍, 彭麗萍, 鄧青華, 閻大偉
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月23日