阅读说明：本技术 一体化太赫兹产生与聚焦装置及近场太赫兹扫描系统 (Integrated terahertz generation and focusing device and near-field terahertz scanning system ) 是由 向奎 王纪浩 黄秋萍 侯玉斌 马天 陆轻铀 陆亚林 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种一体化太赫兹产生与聚焦装置及近场太赫兹扫描系统,包括：太赫兹产生单元、转换单元、聚焦单元和光路管道；所述太赫兹产生单元用于产生太赫兹波；所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上,所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后,将所述平行光束引导出射至所述聚焦单元；所述聚焦单元用于将所述平行光束聚焦至预设位置,且太赫兹产生单元、转换单元和聚焦单元均相应固定在光路管道内外。本发明提供的技术方案,通过光路管道将太赫兹产生单元、转换单元和聚焦单元集成固定而实现一体化,实现减小装置体积的目的,使得装置便于在强磁场、极低温等窄空间中使用,在受限空间的测量应用中具有重要意义。(The invention discloses an integrated terahertz generation and focusing device and a near-field terahertz scanning system, which comprise: the terahertz generation unit, the conversion unit, the focusing unit and the optical path pipeline; the terahertz generation unit is used for generating terahertz waves; the conversion unit is arranged on a light emitting path of the terahertz generation unit and is used for guiding and emitting the parallel light beams to the focusing unit after the terahertz waves are converted into the parallel light beams; the focusing unit is used for focusing the parallel light beams to a preset position, and the terahertz generating unit, the converting unit and the focusing unit are correspondingly fixed inside and outside the light path pipeline. According to the technical scheme provided by the invention, the terahertz generation unit, the conversion unit and the focusing unit are integrated and fixed through the optical path pipeline to realize integration, so that the purpose of reducing the volume of the device is realized, the device is convenient to use in narrow spaces such as a strong magnetic field, an extremely low temperature and the like, and the device has important significance in the measurement application of a limited space.)

一体化太赫兹产生与聚焦装置及近场太赫兹扫描系统

技术领域

本发明涉及显微系统技术领域，更为具体地说，涉及一种一体化太赫兹产生与聚焦装置及近场太赫兹扫描系统。

背景技术

现有的太赫兹波成像受长波长对应的衍射极限的影响，分辨率低于可见光，只有几微米数量级，远大于微纳结构材料或生物组织与细胞的尺度，无法满足高精度观测的需求，随着实验物理的发展，发展了近场成像的方法，创造性的将太赫兹光与扫描探针显微镜相结合，能够突破衍射极限，获得亚波长分辨图像。

研发人员希望能将太赫兹光与扫描探针显微镜的结合测量运用于窄空间中：如运用于小孔径的磁体中，或者运用于极低温超高真空的环境中，以达到测试在极端条件下的物理性质的目的。但是将太赫兹光和扫描探针显微镜结合在一起时，现有太赫兹产生光路与聚焦光路均比较复杂，所占体积比较大，不适合将此结合方式运用于窄空间中。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种一体化太赫兹产生与聚焦装置及近场太赫兹扫描系统，通过转换单元将太赫兹产生单元和聚焦单元一体化，简化太赫兹产生与聚焦装置的结构，进而减小其体积，扩大其适用范围。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种一体化太赫兹产生与聚焦装置，包括：太赫兹产生单元、转换单元、聚焦单元和光路管道；所述光路管道包括：水平设置的中间管道、及在所述中间管道的两端分别竖直设置的输入管道和输出管道；

所述太赫兹产生单元用于产生太赫兹波，且固定于所述输入管道的输入端口内；

所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上，所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后，将所述平行光束分束为具有相位差的第一子平行光束和第二子平行光束，且将所述第一子平行光束和所述第二子平行光束均引导出射至所述聚焦单元；其中，所述转换单元包括：设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上、且固定于所述输入管道内的凸透镜，所述太赫兹产生单元位于所述凸透镜的焦点处；设置于所述凸透镜的出光光路上、且固定于所述输入管道与所述中间管道转角处的第三反射镜；设置于所述第三反射镜的出光光路上、且固定于所述中间管道中的分束镜；以及，设置于所述分束镜的第一分束光路上、且固定于所述中间管道中的第四反射镜，及设置于所述分束镜的第二分束光路上、且固定于所述中间管道外的相位调节子单元，所述第二分束光路与所述中间管道的光路孔对应；其中，所述第四反射镜用于将所述第一子平行光束反射后引导出射至所述聚焦单元；及所述相位调节子单元及所述相位调节子单元包括：位移器件及设置于所述位移器件上的第五反射镜，其中，所述位移器件带动所述第五反射镜位移，以调节入射至所述第五反射镜的所述第二子平行光束的相位，且所述第五反射镜将所述第二子平行光束反射至所述聚焦单元；所述聚焦单元固定于所述输出管道的输出端口外；

所述聚焦单元用于将所述第一子平行光束和所述第二子平行光束均聚焦至预设位置。

可选的，所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述第三反射镜的出光光路上的滤光镜，所述分束镜设置于所述滤光镜的出光光路上，且所述滤光镜固定于所述中间管道中；

或者，所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述凸透镜的出光光路上的滤光镜，所述第三反射镜设置于所述滤光镜的出光光路上，且所述滤光镜固定于所述输入管道中。

可选的，所述光路管道设置有固定组件用的割缝，其中，所述太赫兹产生单元、凸透镜、第三反射镜、分束镜、第四反射镜和滤光镜均***相应的割缝中固定。

相应的，本发明还提供了一种一体化太赫兹产生与聚焦装置，包括：太赫兹产生单元、转换单元、聚焦单元和光路管道；所述光路管道包括：水平设置的中间管道、及在所述中间管道的两端分别竖直设置的输入管道和输出管道；

所述太赫兹产生单元用于产生太赫兹波，且固定于所述输入管道的输入端口内；

所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上，所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后，将所述平行光束引导出射至所述聚焦单元；其中，设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上、且固定于所述输入管道内的凸透镜，所述太赫兹产生单元位于所述凸透镜的焦点处；设置于所述凸透镜的出光光路上、且固定于所述输入管道与所述中间管道转角处的第一反射镜；设置于所述第一反射镜的出光光路上、且固定于所述输出管道与所述中间管道转角处的第二反射镜；所述聚焦单元设置于所述第二反射镜的出光光路上、且固定于所述输出管道的输出端口外；

所述聚焦单元用于将所述平行光束聚焦至预设位置。

可选的，所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述第一反射镜的出光光路上的滤光镜，所述第二反射镜设置于所述滤光镜的出光光路上，且所述滤光镜固定于所述中间管道中；

或者，所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述凸透镜的出光光路上的滤光镜，所述第一反射镜设置于所述滤光镜的出光光路上，且所述滤光镜固定于所述输入管道中。

可选的，所述光路管道设置有固定组件用的割缝，其中，所述太赫兹产生单元、凸透镜、第一反射镜、第二反射镜和滤光镜均***相应的割缝中固定。

相应的，本发明还提供了一种一体化太赫兹产生与聚焦装置，其特征在于，包括：太赫兹产生单元、转换单元、聚焦单元和光路管道；所述光路管道包括：竖直管道；

所述太赫兹产生单元用于产生太赫兹波，且固定于所述竖直管道的输入端口内；

所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上，所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后，将所述平行光束引导出射至所述聚焦单元；其中，所述转换单元包括：设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上、且固定于所述竖直管道内的凸透镜，所述太赫兹产生单元位于所述凸透镜的焦点处；所述聚焦单元设置于所述凸透镜的出光光路上、且固定于所述竖直管道的输出端口外；

所述聚焦单元用于将所述平行光束聚焦至预设位置。

可选的，所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述凸透镜的出光光路上的滤光镜，所述聚焦单元设置于所述滤光镜的出光光路上，且所述滤光镜固定于所述竖直管道中。

可选的，所述光路管道设置有固定组件用的割缝，其中，所述太赫兹产生单元、凸透镜和滤光镜均***相应的割缝中固定。

相应的，本发明还提供了一种近场太赫兹扫描系统，包括：

上述的一体化太赫兹产生与聚焦装置；

样品台；

扫描探针显微镜，在扫描过程中，所述聚焦单元用于将所述平行光束聚焦至所述扫描探针显微镜的探针针尖；

以及，整体支架，所述一体化太赫兹产生与聚焦装置、样品台及扫描探针显微镜均固定于所述整体支架上。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明提供了一种一体化太赫兹产生与聚焦装置及近场太赫兹扫描系统，包括：太赫兹产生单元、转换单元、聚焦单元和光路管道；所述太赫兹产生单元用于产生太赫兹波；所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上，所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后，将所述平行光束引导出射至所述聚焦单元；所述聚焦单元用于将所述平行光束聚焦至预设位置，且太赫兹产生单元、转换单元和聚焦单元均相应固定在光路管道内外。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，简化太赫兹产生与聚焦装置的组成器件，同时通过光路管道将太赫兹产生单元、转换单元和聚焦单元集成固定而实现一体化，最终实现减小装置体积的目的，进而使得装置便于在强磁场、极低温等窄空间中使用，在受限空间的测量应用中具有重要意义。同时，通过光路管道实现装置一体化，且通过整体支架将一体化太赫兹产生与聚焦装置、样品台及扫描探针显微镜一体固定，在保证装置整体结构牢固的基础上，进而能够减少由于震动等带来的光路偏差现象，减少试验测量时不良影响。以及，本发明提供的转换单元能够实现对平行光束的分束和不分束两种方式；其中，对于不分束的方式可以适用于无需光路延迟的试验测量中；而对于将平行光束分束的方式，通过相位调节子单元来调节光路的延迟时间，进而用以满足不同试验测量的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种一体化太赫兹产生与聚焦装置的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的一种一体化太赫兹产生与聚焦装置的结构示意图；

图3为本申请实施例三提供的一种一体化太赫兹产生与聚焦装置的结构示意图；

图4为本申请实施例四提供的一种近场太赫兹扫描系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术所述，研发人员希望能将太赫兹光与扫描探针显微镜的结合测量运用于窄空间中：如运用于小孔径的磁体中，或者运用于极低温超高真空的环境中，以达到测试在极端条件下的物理性质的目的。但是将太赫兹光和扫描探针显微镜结合在一起时，现有太赫兹产生光路与聚焦光路均比较复杂，所占体积比较大，不适合将此结合方式运用于窄空间中。

基于此，本申请实施例提供了一种一体化太赫兹产生与聚焦装置及近场太赫兹扫描系统，通过转换单元将太赫兹产生单元和聚焦单元一体化，简化太赫兹产生与聚焦装置的结构，进而减小其体积，扩大其适用范围。为实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图4对本申请实施例提供的技术方案进行详细的描述。

实施例一

参考图1所示，为本申请实施例提供的一种一体化太赫兹产生与聚焦装置的结构示意图，其中，一体化太赫兹产生与聚焦装置包括：太赫兹产生单元100、转换单元、聚焦单元300和光路管道；所述光路管道包括：水平设置的中间管道520、及在所述中间管道520的两端分别竖直设置的输入管道510和输出管道530；

所述太赫兹产生单元100用于产生太赫兹波，且固定于所述输入管道510的输入端口内；

所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元100的出光光路上，所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后，将所述平行光束分束为具有相位差的第一子平行光束和第二子平行光束，且将所述第一子平行光束和所述第二子平行光束均引导出射至所述聚焦单元300；

所述聚焦单元300将所述第一子平行光束和所述第二子平行光束均聚焦至预设位置。

参考图1所示，本申请实施例提供的所述转换单元包括：

设置于所述太赫兹产生单元100的出光光路上、且固定于所述输入管道510内的凸透镜210，所述太赫兹产生单元100位于所述凸透镜210的焦点处；

设置于所述凸透镜210的出光光路上、且固定于所述输入管道510与所述中间管道520转角处的第三反射镜240；

设置于所述第三反射镜240的出光光路上、且固定于所述中间管道520中的分束镜250；

以及，设置于所述分束镜250的第一分束光路(产生第一子平行光束)上、且固定于所述中间管道520中的第四反射镜260，及设置于所述分束镜250的第二分束光路(产生第二子平行光束)上、且固定于所述中间管道520外(如固定在中间管道外壁)的相位调节子单元270，其中，所述第四反射镜260用于将所述第一子平行光束反射后引导出射至所述聚焦单元300，及所述相位调节子单元270用于将所述第二子平行光束的相位调节后引导出射至所述聚焦单元300。

如图1所示，本申请提供的所述相位调节子单元270包括：

位移器件271；

以及，设置于所述位移器件271上的第五反射镜272，其中，所述位移器件271带动所述第五反射镜272位移，以调节入射至所述第五反射镜272的所述第二子平行光束的相位，且所述第五反射镜272将所述第二子平行光束反射至所述聚焦单元300；所述聚焦单元300固定于所述输出管道530的输出端口外。

可以理解的，结合图1所示，位移器件271带动第五反射镜272在竖直方向上进行上下移动，进而能够改变入射至第五反射镜272的第二子平行光束的相位的目的。

在本申请一实施例中，本申请提供的所述位移器件可以为马达。

在本申请一实施例中，本申请提供的所述太赫兹产生单元包括光电导天线或光学晶体。以及，本申请实施例提供的所述聚焦单元为反射聚焦镜，对此本申请不做具体限制。

在本申请一实施例中，如图1所示，本申请提供的所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述第三反射镜240的出光光路上的滤光镜220，所述分束镜250设置于所述滤光镜220的出光光路上，且所述滤光镜220固定于所述中间管道520中；

或者，本申请实施例提供的滤光镜还可以位于凸透镜的出光光路上，即所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述凸透镜的出光光路上的滤光镜，所述第三反射镜设置于所述滤光镜的出光光路上，且所述滤光镜固定于所述输入管道中。

可以理解的，本申请实施例提供的装置为太赫兹产生与聚焦装置，由于外界环境光和杂光对太赫兹产生与聚焦装置影响较大，因此，本申请实施例提供的该装置包括的光路管道可以为密封光路管道，而将其组成器件密封包裹，避免外界环境或其他杂光影响该装置的光路。其中，光路管道可以为由输入管道、中间管道和输出管道组成的Z型管道。以及，本申请提供的所述光路管道设置有固定组件用的割缝，其中，所述太赫兹产生单元、凸透镜、第三反射镜、分束镜、第四反射镜和滤光镜均***相应的割缝中固定，有效减小杂光对太赫兹产生与聚焦装置的影响。

在本申请一实施例中，本申请提供的所述第三反射镜与所述凸透镜之间夹角呈45度设置；

所述第三反射镜与所述分束镜之间夹角呈90度设置，

以及，所述第四反射镜与所述分束镜之间夹角呈45度设置，且所述第四反射镜将所述第一子平行光束反射至所述分束镜，所述分束镜将所述第一子平行光束反射至所述聚焦单元。

具体如图1所示，输入管道510的管口处设置有太赫兹产生单元100，太赫兹产生单元100的上方有共轴设置于输入管道510内的凸透镜210，太赫兹产生单元100设置于凸透镜210的焦点处。在竖直设置的输入管道510和水平设置的中间管道520之间转角处，设置有135度角设置的第三反射镜240，第三反射镜240将竖直方向的平行光束反射为水平方向的平行光束。以及，在竖直设置的输出管道530和水平设置的中间管道520之间转角处，设置有45度角设置的分束镜250。分束镜250透光分束方向设置有竖直设置于中间管道520内第四反射镜260；中间管道520在分束镜250反射分束方向设置有光路孔，光路孔下方设置有水平方向设置的第五反射镜272，第五反射镜272下方设置有位移器件271。位于输出管道530管口处设置有聚焦单元300。及第三反射镜240和分束镜250之间有共轴设置于中间管道520的竖直放置的滤光镜220。

由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，通过光路管道将太赫兹产生单元、转换单元和聚焦单元一体化，简化太赫兹产生与聚焦装置的结构，进而减小其体积，扩大其适用范围。以及，本申请实施例一提供的一体化太赫兹产生与聚焦装置，转换单元还可以将平行光束分束为具有预设相位差的两个子平行光束，且引导至聚焦单元中；即，本申请实施例提供的所述转换单元在将所述太赫兹波转换为平行光束后，还用于将所述平行光束分束为具有相位差的第一子平行光束和第二子平行光束，且将所述第一子平行光束和所述第二子平行光束均引导出射至所述聚焦单元；其中，所述聚焦单元用于将所述第一子平行光束和所述第二子平行光束均聚焦至预设位置，进一步扩大装置的适用范围，如适用于泵浦探测光耦合扫描探针显微镜的实验要求。

实施例二

参考图2所示，为本申请实施例提供的另一种一体化太赫兹产生与聚焦装置的结构示意图，其中，一体化太赫兹产生与聚焦装置包括：太赫兹产生单元100、转换单元200、聚焦单元300和光路管道；所述光路管道包括：水平设置的中间管道520、及在所述中间管道520的两端分别竖直设置的输入管道510和输出管道530；

所述太赫兹产生单元100用于产生太赫兹波，且固定于所述输入管道510的输入端口内；

所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元100的出光光路上，所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后，将所述平行光束引导出射至所述聚焦单元300；

所述聚焦单元300用于将所述平行光束聚焦至预设位置。

其中，本申请实施例提供的所述转换单元包括：

设置于所述太赫兹产生单元100的出光光路上、且固定于所述输入管道510内的凸透镜210，所述太赫兹产生单元100位于所述凸透镜210的焦点处；

设置于所述凸透镜210的出光光路上、且固定于所述输入管道510与所述中间管道520转角处的第一反射镜231；

设置于所述第一反射镜231的出光光路上、且固定于所述输出管道530与所述中间管道520转角处的第二反射镜232；所述聚焦单元300设置于所述第二反射镜232的出光光路上、且固定于所述输出管道530的输出端口外；

在本申请一实施例中，本申请提供的所述太赫兹产生单元包括光电导天线或光学晶体。以及，本申请实施例提供的所述聚焦单元为反射聚焦镜，对此本申请不做具体限制。

在本申请一实施例中，如图2所示，本申请提供的所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述第一反射镜231的出光光路上的滤光镜220，所述第二反射镜232设置于所述滤光镜220的出光光路上，且所述滤光镜220固定于所述中间管道520中；

或者，本申请实施例提供的滤光镜还可以位于凸透镜的出光光路上，即所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述凸透镜的出光光路上的滤光镜，所述第一反射镜设置于所述滤光镜的出光光路上，且所述滤光镜固定于所述输入管道中。

可以理解的，本申请实施例提供的装置为太赫兹产生与聚焦装置，由于外界环境光和杂光对太赫兹产生与聚焦装置影响较大，因此，本申请实施例提供的该装置包括的光路管道可以为密封光路管道，而将其组成器件密封包裹，避免外界环境或其他杂光影响该装置的光路。其中，光路管道可以为由输入管道、中间管道和输出管道组成的Z型管道。以及，本申请提供的所述光路管道设置有固定组件用的割缝，其中，所述太赫兹产生单元、凸透镜、第一反射镜、第二反射镜和滤光镜均***相应的割缝中固定，有效减小杂光对太赫兹产生与聚焦装置的影响。

在本申请一实施例中，本申请提供的所述第一反射镜和所述第二反射镜可以平行设置；

以及，所述第一反射镜与所述凸透镜之间夹角呈45度设置。

具体如图2所示，输入管道510的管口处设置有太赫兹产生单元100，太赫兹产生单元100的上方有共轴设置于输入管道510内的凸透镜210，太赫兹产生单元100设置于凸透镜210的焦点处。在竖直设置的输入管道510和水平设置的中间管道520之间转角处，设置有135度角设置的第一反射镜231，第一反射镜231将竖直方向的平行光束反射为水平方向的平行光束。以及，在竖直设置的输出管道530和水平设置的中间管道520之间转角处，设置有45度角设置的第二反射镜232，及第一反射镜231和第二反射镜232之间有共轴设置于中间管道520的竖直放置的滤光镜220；其中，第二反射镜232将水平方向的平行光束反射为竖直方向的平行光束，且由输出管道530输出至位于输出管道530管口处的聚焦单元300。

由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，通过光路管道将太赫兹产生单元、转换单元和聚焦单元一体化，简化太赫兹产生与聚焦装置的结构，进而减小其体积，扩大其适用范围。

实施例三

参考图3所示，为本申请实施例提供的一种一体化太赫兹产生与聚焦装置的结构示意图，其中，一体化太赫兹产生与聚焦装置包括：太赫兹产生单元100、转换单元200、聚焦单元300和光路管道；所述光路管道包括：竖直管道400；

所述太赫兹产生单元100用于产生太赫兹波，且固定于所述竖直管道400的输入端口内；

所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元100的出光光路上，所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后，将所述平行光束引导出射至所述聚焦单元300；

所述聚焦单元300用于将所述平行光束聚焦至预设位置。

以及，本申请实施例提供的所述转换单元包括：

设置于所述太赫兹产生单元100的出光光路上、且固定于所述竖直管道400内的凸透镜210，所述太赫兹产生单元100位于所述凸透镜210的焦点处，进而凸透镜210将太赫兹波转换为平行光束；所述聚焦单元300设置于所述凸透镜210的出光光路上、且固定于所述竖直管道400的输出端口外。

在本申请一实施例中，本申请提供的所述太赫兹产生单元包括光电导天线或光学晶体。以及，本申请实施例提供的所述聚焦单元为反射聚焦镜，对此本申请不做具体限制。

在本申请一实施例中，如图3所示，本申请提供的所述一体化太赫兹产生与聚焦装置还包括：设置于所述凸透镜210的出光光路上的滤光镜220，所述聚焦单元300设置于所述滤光镜220的出光光路上，且所述滤光镜220固定于所述竖直管道400中。

可以理解的，本申请实施例提供的装置为太赫兹产生与聚焦装置，由于外界环境光和杂光对太赫兹产生与聚焦装置影响较大，因此，本申请实施例提供的该装置包括的光路管道可以为密封光路管道，而将其组成器件密封包裹，避免外界环境或其他杂光影响该装置的光路。以及，本申请实施例提供的所述光路管道设置有固定组件用的割缝，其中，所述太赫兹产生单元、凸透镜和滤光镜均***相应的割缝中固定，有效减小杂光对太赫兹产生与聚焦装置的影响。

具体如图2所示，竖直管道400的下部管口处设置有太赫兹产生单元100，太赫兹产生单元100的上方设置有水平放置的凸透镜210，其中，太赫兹产生单元100位于凸透镜210的焦点处。以及，凸透镜210的上方设置有水平方向放置的滤光镜220，滤光镜220的上方设置有聚焦单元300。

由上述内容可知，本申请图1所示一体化太赫兹产生与聚焦装置，其由太赫兹产生单元、凸透镜、滤光镜和聚焦单元组成，太赫兹产生与聚焦装置的结构简单且体积小，扩大了太赫兹产生与聚焦装置的适用范围。

实施例四

相应的，本申请实施例还提供了一种近场太赫兹扫描系统，参考图4所示，为本申请实施例提供的一种近场太赫兹扫描系统的结构示意图，其中，近场太赫兹扫描系统包括：

上述任意一实施例提供的一体化太赫兹产生与聚焦装置1000；

样品台2000；

扫描探针显微镜3000，在扫描过程中，所述聚焦单元300用于将所述平行光束聚焦至所述扫描探针显微镜3000的探针针尖3001；

以及，整体支架4000，所述一体化太赫兹产生与聚焦装置1000、样品台2000及扫描探针显微镜3000均固定于所述整体支架4000上。

在本申请上述任意一实施例中，本申请对提供的太赫兹产生单元、凸透镜、滤光镜、反射镜和分束镜与光路管道的固定方式不作具体限的。其中，可以在光路管道上进行割缝处理，而后将太赫兹产生单元、凸透镜、滤光镜、反射镜和分束镜***相应的割缝中，且待调整好割缝中各个器件的位置后进行粘结等方式固定，在保证装置更加牢固的基础上，仅仅通过在割缝中微调实现位置固定，保证制作和装配过程更加简单；或者，本申请提供的光路管道由沿光路方向分割的两半结构组成，其中，待将太赫兹产生单元、凸透镜、滤光镜、反射镜和分束镜固定于其中一半结构的管内中后后，与另一半结构相吻合固定，以将器件固定在光路管道的管路中，对此本申请不做具体限制。

本发明提供了一种一体化太赫兹产生与聚焦装置及近场太赫兹扫描系统，包括：太赫兹产生单元、转换单元、聚焦单元和光路管道；所述太赫兹产生单元用于产生太赫兹波；所述转换单元设置于所述太赫兹产生单元的出光光路上，所述转换单元用于将所述太赫兹波转换为平行光束后，将所述平行光束引导出射至所述聚焦单元；所述聚焦单元用于将所述平行光束聚焦至预设位置，且太赫兹产生单元、转换单元和聚焦单元均相应固定在光路管道内外。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，简化太赫兹产生与聚焦装置的组成器件，同时通过光路管道将太赫兹产生单元、转换单元和聚焦单元集成固定而实现一体化，最终实现减小装置体积的目的，该装置尺寸可以低至60mm；进而使得装置便于在强磁场、极低温等窄空间中使用，在受限空间的测量应用中具有重要意义。同时，通过光路管道实现装置一体化，且通过整体支架将一体化太赫兹产生与聚焦装置、样品台及扫描探针显微镜一体固定，在保证装置整体结构牢固的基础上，进而能够减少由于震动等带来的光路偏差现象，减少试验测量时不良影响。以及，本申请提供的转换单元能够实现对平行光束的分束和不分束两种方式；其中，对于不分束的方式可以适用于无需光路延迟的试验测量中；而对于将平行光束分束的方式，通过相位调节子单元来调节光路的延迟时间，进而用以满足不同试验测量的要求。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。