一种太赫兹光声检测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114235708A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111562610.7(22)申请日2021.12.20(71)申请人天津大学地址300000天津市南开区卫津路92号(72)发明人田震李娇江丽雯姚怡昕张克(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人李彩玲(51)Int.Cl.G01N21/17(2006.01)G01N21/3581(2014.01)G01N21/01(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图5页(54)发明名称一种太赫兹光声检测装置及方法(57)摘要本发明实施例公开了一种太赫兹光声检测装置及方法。其中太赫兹光声检测装置包括光源模块、超声探测模块、处理模块和温控模块，光源模块用于出射波长可调谐的太赫兹光束，太赫兹光束入射至待测样品，经过待测样品之后，形成光声信号；温控模块用于调整待测样品的温度；超声探测模块用于探测光声信号，并将光声信号转换为电信号；处理模块与超声探测模块连接，用于根据电信号获取待测样品中的吸收光谱，以实现太赫兹技术和光声技术的融合，获取待测样品中目标检测物的太赫兹特征吸收信息，扩展了太赫兹辐射在生命科学中的进一步应用，且该装置具有结构简单、操作方便，成本低廉的特点。CN114235708ACN114235708A权利要求书1/2页1.一种太赫兹光声检测装置，其特征在于，包括光源模块、超声探测模块、处理模块和温控模块；所述光源模块用于输出波长可调谐的太赫兹光束，所述太赫兹光束入射至待测样品，经过所述待测样品之后，形成光声信号；所述温控模块用于调整所述待测样品的温度；所述超声探测模块用于接收所述光声信号，并将所述光声信号转换为电信号；所述处理模块与所述超声探测模块连接，所述处理模块用于根据所述电信号获取所述待测样品中的吸收光谱。2.根据权利要求1所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，所述光源模块包括第一脉冲激光器、反射镜组、光栅、二分之一波片、汇聚透镜、第一非线性晶体和多个滤波器；所述第一脉冲激光器输出的脉冲激光依次经过所述反射镜组、所述光栅、所述二分之一波片、所述汇聚透镜之后聚焦到所述第一非线性晶体，以激发太赫兹光束；多个所述滤波器用于透射不同波长的太赫兹光束，以使所述光源模块输出波长可调谐的太赫兹光束。3.根据权利要求2所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，还包括抛物面镜组，所述抛物面镜组用于将所述光源模块输出的太赫兹光束聚焦至所述待测样品。4.根据权利要求2所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，所述光源模块还包括泵浦光过滤器，所述泵浦光过滤器位于所述第一非线性晶体的输出端，用于遮挡所述第一脉冲激光器输出的脉冲激光，透射所述第一非线性晶体输出的太赫兹光束。5.根据权利要求2所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，所述第一非线性晶体包括铌酸锂晶体。6.根据权利要求1所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，所述光源模块包括第二脉冲激光器、望远镜组、可变光阑、第一平行平面镜、第二非线性晶体、第二平行平面镜和旋转台；所述第二脉冲激光器输出的脉冲激光依次经过所述望远镜组、所述可变光阑入射至由所述第一平行平面镜、所述第二非线性晶体和所述第二平行平面镜组成的光学参量振荡腔中，所述旋转台用于带动所述第二非线性晶体旋转，以输出波长可调谐的太赫兹光束。7.根据权利要求6所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，所述第二非线性晶体包括近化学计量比铌酸锂晶体。8.根据权利要求2或6所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，所述光源模块还包括第三脉冲激光器，所述第三脉冲激光器用于出射紫外脉冲激光，所述紫外脉冲激光与所述太赫兹光束共同入射至所述待测样品。9.根据权利要求8所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，还包括扫描平移台，所述扫描平移台用于带动所述待测样品进行逐点二维扫描；所述处理模块用于根据所述待测样品的逐点二维扫描信息获取所述待测样品的光声成像。10.根据权利要求9所述的太赫兹光声检测装置，其特征在于，所述温控模块用于调整所述待测样品的温度。11.一种太赫兹光声检测方法，其特征在于，由权利要求1～8任一所述的太赫兹光声检2CN114235708A权利要求书2/2页测装置执行，包括：光源模块输出波长可调谐的太赫兹光束，所述太赫兹光束入射至待测样品，经过所述待测样品之后，形成光声信号；超声探测模块接收所述光声信号，并将所述光声信号转换为电信号；处理模块根据所述电信号获取所述待测样品中的吸收光谱；其中，温控模块调整所述待测样品的温度，所述光源模块调谐所述太赫兹光束的波长，实现多光谱不同温度的待测样品吸收光谱检测。12.根据权利要求11所述的太赫兹光声检测方法，其特征在于，所述光声检测装置还包括扫描平移台