太赫兹测量装置及系统制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种太赫兹测量装置及系统，涉及光谱成像技术领域。其中，该装置包括：包括本体、安装在本体顶部的发射模块和接收模块、安装在本体第一侧部的光学扫描模块、安装在本体第二侧部的示踪激光模块、以及安装在本体底部的传感器模块，其中，在停止发射模块发射太赫兹光时，示踪激光模块发射示踪激光并传输至待测样品，形成激光测量区域，示踪激光的中心与太赫兹光的中心共轴；光学扫描模块按照参考扫描路径对激光测量区域进行扫描，以实现待测样品表面的模型重建；通过待测样品表面的模型和传感器模块检测到的距离，实现参考扫描路径的修正。本申请实施例解决了相关技术中存在的难以实现高精度的太赫兹测量的问题。中存在的难以实现高精度的太赫兹测量的问题。中存在的难以实现高精度的太赫兹测量的问题。

【技术实现步骤摘要】
太赫兹测量装置及系统


[0001]本申请涉及光谱成像
，具体而言，本申请涉及一种太赫兹测量装置及系统。

技术介绍

[0002]随着太赫兹科学技术的发展，利用太赫兹光谱成像技术实现待测样品的测量逐渐应用广泛。相关技术中，太赫兹测量方法通常采用太赫兹时域光谱仪与二维导轨相结合的方式，对待测样品进行测量。然而，此方法适用于平面样品，对于曲面样品而言，其测量精度会随着样品曲率的提高大幅度下降，甚至导致测量失败。
[0003]为此，机器人被引入太赫兹测量，以此来解决二维导轨对于曲面样品测量精度低下的问题。目前，基于机器人的太赫兹测量方法通常采用机器人离线编程的“开环”控制方式，对于太赫兹测量精度的提升有限。
[0004]由上可知，相关技术中仍存在难以实现高精度的太赫兹测量的局限性。

技术实现思路

[0005]本申请各实施例提供了一种太赫兹测量装置及系统，可以解决相关技术中存在的难以实现高精度的太赫兹测量的问题。所述技术方案如下：
[0006]根据本申请实施例的一个方面，一种太赫兹测量装置，所述装置包括本体、安装在所述本体顶部的发射模块和接收模块、安装在所述本体第一侧部的光学扫描模块、安装在所述本体第二侧部的示踪激光模块、以及安装在所述本体底部的传感器模块，其中，在停止所述发射模块发射太赫兹光时，所述示踪激光模块发射示踪激光并传输至所述待测样品，形成激光测量区域，所述示踪激光的中心与所述太赫兹光的中心共轴；所述光学扫描模块按照参考扫描路径对所述激光测量区域进行扫描，以实现所述待测样品表面的模型重建；通过所述待测样品表面的模型和所述传感器模块检测到的距离，实现所述参考扫描路径的修正，所述距离是指所述太赫兹测量装置相对于所述待测样品表面的距离。
[0007]在一个示例性实施例，所述发射模块包括太赫兹发射器、第一抛面镜和第二抛面镜，其中，太赫兹光由所述太赫兹发射器发射，经所述第一抛面镜、所述第二抛面镜传输至所述待测样品；示踪激光透过所述第一抛面镜的中心，使得所述示踪激光的中心与所述太赫兹光的中心共轴，并经所述第二抛面镜传输至所述待测样品。
[0008]在一个示例性实施例，所述装置还包括光谱光路模块，通过光纤分别与所述发射模块和所述接收模块相连，使得所述光谱光路模块输出的太赫兹光分别传输至所述发射模块和所述接收模块。
[0009]在一个示例性实施例，所述光谱光路模块输出太赫兹光采用快慢速双模式光谱扫描光路；所述快慢速双模式光谱扫描光路包括：激光器产生的飞秒激光经单模光纤传输至准直透镜准直后，被偏振分束器分成两束飞秒激光，其中一束飞秒激光经长光程的慢速延迟线耦合至与所述发射模块相连的光纤，另一束飞秒激光经短光程的快速延迟线耦合至与
所述接收模块相连的光纤。
[0010]在一个示例性实施例，所述光谱光路模块还包括反射镜，用于在飞秒激光耦合至光纤之前的自由空间光路调节对准。
[0011]在一个示例性实施例，所述装置还包括安装在所述本体底部的光束调理模块，所述传感器模块安装在所述光束调理模块底部，用于对太赫兹光进行二次聚焦和调制。
[0012]在一个示例性实施例，所述光束调理模块为一太赫兹透镜，所述太赫兹透镜的形状为半球形，所述太赫兹透镜的材料为聚甲基戊烯(TPX)。
[0013]在一个示例性实施例，所述光学扫描模块的目标场以所述太赫兹测量装置的测量方向为中心，所述太赫兹测量装置的测量方向为所述发射模块发射太赫兹光的入射方向。
[0014]根据本申请实施例的一个方面，一种太赫兹测量系统，所述系统包括处理器和机械臂，还包括如上所述的太赫兹测量装置，其中，所述太赫兹测量装置安装在所述机械臂一端，在所述处理器控制所述机械臂按照修正后的参考扫描路径移动时，所述太赫兹测量装置跟随所述机械臂移动。
[0015]在一个示例性实施例，所述系统还包括采集模块，用于接收由所述太赫兹测量装置输出的经待测样品反射的太赫兹光，以使所述处理器根据接收到的太赫兹光对所述待测样品表面进行测量。
[0016]本申请提供的技术方案带来的有益效果是：
[0017]在上述技术方案中，通过在太赫兹测量装置中增设示踪激光模块和传感器模块，以在停止太赫兹测量时，由示踪激光模块发射示踪激光并传输至待测样品，形成激光测量区域，以供光学扫描模块按照参考扫描路径进行扫描，来实现待测样品表明的模型重建，进而通过待测样品表面的模型和传感器模块检测到的距离，形成修正后的参考扫描路径，供太赫兹测量时使用，从而实现高精度的任意曲面太赫兹测量。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0019]图1是根据本申请所涉及的太赫兹测量系统的示意图；
[0020]图2是根据本申请所涉及的太赫兹测量装置的示意图；
[0021]图3是根据一示例性实施例示出的太赫兹测量装置的示意图；
[0022]图4是根据一示例性实施例示出的发射模块和示踪激光模块的光路示意图；
[0023]图5是根据一示例性实施例示出的光束调理模块的示意图；
[0024]图6是根据一示例性实施例示出的快慢速双模式光谱扫描光路的示意图；
[0025]图7是根据一示例性实施例示出的太赫兹测量过程的流程示意图；
[0026]图8是根据一示例性实施例示出的太赫兹测量装置的测量方向的示意图；
[0027]图9是根据一示例性实施例示出的太赫兹时域光谱图像的示意图。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
[0029]本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
[0030]如前所述，为了提高针对曲面样品的太赫兹测量的精度，机器人被引入太赫兹测量，此机器人也可以理解为协作机器人。目前，机器人的编程方式包括两种：示教编程和离线编程。
[0031]相较于示教编程，离线编程针对复杂的测量任务可以进行复杂路径的规划，能获得更高精度的参考扫描路径。此外，利用离线编程仿真系统可以对测量任务进行模拟，以便实时地对生成的仿真路径进行修改及优化，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹测量装置，其特征在于，所述装置包括本体、安装在所述本体顶部的发射模块和接收模块、安装在所述本体第一侧部的光学扫描模块、安装在所述本体第二侧部的示踪激光模块、以及安装在所述本体底部的传感器模块，其中，在停止所述发射模块发射太赫兹光时，所述示踪激光模块发射示踪激光并传输至所述待测样品，形成激光测量区域，所述示踪激光的中心与所述太赫兹光的中心共轴；所述光学扫描模块按照参考扫描路径对所述激光测量区域进行扫描，以实现所述待测样品表面的模型重建；通过所述待测样品表面的模型和所述传感器模块检测到的距离，实现所述参考扫描路径的修正，所述距离是指所述太赫兹测量装置相对于所述待测样品表面的距离。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射模块包括太赫兹发射器、第一抛面镜和第二抛面镜，其中，太赫兹光由所述太赫兹发射器发射，经所述第一抛面镜、所述第二抛面镜传输至所述待测样品；示踪激光透过所述第一抛面镜的中心，使得所述示踪激光的中心与所述太赫兹光的中心共轴，并经所述第二抛面镜传输至所述待测样品。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括光谱光路模块，通过光纤分别与所述发射模块和所述接收模块相连，使得所述光谱光路模块输出的太赫兹光分别传输至所述发射模块和所述接收模块。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光谱光路模块输出太赫兹光采用快慢速双模式光谱扫描光路；所述快慢速双模式光谱扫描光路包括：激光器产生的飞秒激光经单模光纤传输至准直透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文权，张锐，佘荣斌，鲁叶龙，谷孟阳，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：