太赫兹发射天线和太赫兹光谱探测装置

摘要

本申请涉及一种太赫兹发射天线，包括：微带馈线、衬底、至少两个天线开关、至少一个导电板、绝缘层和至少两个天线贴片。所述太赫兹发射天线设置至少两个所述天线开关和对应的至少两个天线贴片，充分的增加了所述太赫兹发射天线的发射带宽和提高了相应的发射功率。发射频带宽和发射功率高的所述太赫兹发射天线能够应用于小型太赫兹光谱探测装置中，协助发射源将太赫兹频段的信号发射出去。所述太赫兹发射天线通过多频发射天线阵列将多个不同发射频带的太赫兹源拼接起来，实现宽频带的光谱探测。所述太赫兹发射天线采用多频发射切换技术，可以减少指纹谱识别算法的运算时间实现对特定目标物质的快速识别。

说明书

技术领域

本申请涉及太赫兹光谱应用技术领域，特别是涉及一种太赫兹发射天线和 太赫兹光谱探测装置。

背景技术

在危险化学用品事故中，为了迅速的做出应急反应，快速有效的实施紧急安 全措施，首先必须要快速的掌握危险化学用品的组分、含量和分布范围信息。常 见危险化学用品所包含的有机分子的振动频率或者转动频率位于太赫兹波段 (0.1THz-10THz)，在此波段表现出很强指纹谱特征。因此，太赫兹光谱技术对 于大气中的危险化学用品进行探测具有重要的现实意义。

然而，太赫兹光谱探测系统要实现多种物质组分的识别需要的整个系统的 带宽要达到1THz以上。现有的太赫兹源技术在单个频点处的带宽一般只有几十 到几百GHz。并且，现存的太赫兹源的功率都还很低，一般只有几个毫瓦。

发明内容

基于此，有必要针对传统的太赫兹源频带窄、功率较低的问题，提供一种 太赫兹发射天线及太赫兹光谱探测装置。

一种太赫兹发射天线，包括：

衬底，包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

微带馈线，设置于所述第一表面；

至少两个天线开关，间隔设置于所述第二表面；

至少一个导电板设置于所述第二表面，每两个相邻的所述天线开关之间设 置有一个所述导电板；

绝缘层，覆盖所述至少一个导电板和所述至少两个天线开关，所述至少一 个导电板和所述至少两个天线开关设置于所述绝缘层和所述衬底之间；

至少两个天线贴片，间隔设置于所述绝缘层远离所述衬底的表面；

每个所述天线开关与一个所述天线贴片相对设置，以使所述微带馈线中传 输的太赫兹波通过所述天线开关对所述天线贴片产生激励。

在一个实施例中，还包括：

至少两个导电电极，设置于所述绝缘层，每个所述导电电极与一个所述天 线开关间隔相对设置；

通过改变一个所述导电电极和所述导电板之间的电压，控制与所述一个导 电电极相对的所述天线开关的关闭与打开。

在一个实施例中，所述至少两个天线开关的宽度不相同，不同宽度的每个 所述天线开关对应传输不同频率宽度的太赫兹波。

在一个实施例中，所述至少两个天线开关的宽度沿着固定方向递减，所述 至少两个天线开关的传输频率沿着所述固定方向递增。

在一个实施例中，所述至少两个天线开关的材料为具有电介质特性的材料。

在一个实施例中，所述至少两个天线开关的材料为石墨烯，铺设于所述第 二表面。

一种太赫兹光谱探测装置，包括：

太赫兹光谱发射单元；

太赫兹光谱传输单元，与所述太赫兹光谱发射单元信号连接；

太赫兹发射天线，所述太赫兹光谱传输单元将所述太赫兹光谱发射单元与 所述太赫兹发射天线信号连接；

太赫兹光谱接收单元，用于接收所述太赫兹发射天线传输的太赫兹频率的 信号；以及

太赫兹光谱分析识别单元，与所述太赫兹光谱接收单元信号连接。

在一个实施例中，所述太赫兹发射天线和所述太赫兹光谱接收单元之间直 接实现太赫兹频率的信号传输。

在一个实施例中，还包括反射镜；

所述太赫兹发射天线与所述太赫兹光谱接收单元之间通过所述反射镜实现 太赫兹频率的信号传输。

在一个实施例中，还包括太赫兹光谱显示单元；

所述太赫兹光谱显示单元与所述太赫兹光谱分析识别单元电连接，用于显 示检测到的信息。

本申请提供一种太赫兹发射天线，包括：微带馈线、衬底、至少两个天线 开关、至少一个导电板、绝缘层和至少两个天线贴片。所述太赫兹发射天线设 置至少两个所述天线开关和对应的至少两个天线贴片，充分的增加了所述太赫 兹发射天线的发射带宽和提高了相应的发射功率。发射频带宽和发射功率高的 所述太赫兹发射天线能够应用于小型太赫兹光谱探测装置中，协助发射源将太 赫兹频段的信号发射出去。所述太赫兹发射天线采用多频发射切换技术，可以 减少指纹谱识别算法的运算时间实现对特定目标物质的快速识别。

附图说明

图1为在一个实施例中所述太赫兹发射天线的结构示意图；

图2为在一个实施例中所述太赫兹发射天线的结构示意图；

图3为在一个实施例中所述太赫兹光谱探测装置的结构示意图；

图4为在一个实施例中所述太赫兹光谱探测装置的结构示意图。

附图标号说明：

太赫兹发射天线 10

微带馈线 100

衬底 200

第一表面 201

第二表面 202

导电板 300

天线开关 310

绝缘层 400

导电电极 410

天线贴片 500

太赫兹光谱探测装置 20

太赫兹光谱发射单元 1

太赫兹光谱传输单元 2

太赫兹光谱接收单元 3

太赫兹光谱分析识别单元 4

太赫兹光谱显示单元 5

反射镜 6

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例对本申请的太赫兹发射天线及太赫兹光谱探测装置进一步详细说明。应当理 解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，提供一种太赫兹发射天线10，包括：微带馈线100、衬底200、 至少两个天线开关310、导电板300、绝缘层400和至少两个天线贴片500。

所述衬底200材料的选取并不作具体的限定，比如，所述衬底200可以是 二氧化硅。所述衬底200具有第一表面201和第二表面202。所述第一表面201 和所述第二表面202相对设置。比如，所述衬底200的底面为所述第一表面201。 所述衬底200的顶面为所述第二表面202。

在所述第一表面201设置所述微带馈线100。在所述第二表面202间隔设置 所述导电板300。具体的，设置所述微带馈线100和设置所述导电板300的方法 可以是物理或者化学沉积的方法。所述微带馈线100可以设置为导电铜条。所 述导电板300可以设置为导电铜薄膜。所述微带馈线100设置于所述第一表面 201。所述微带馈线100中可以传输太赫兹波。在一种情况下，所述微带馈线100 传输的太赫兹波可以对所述天线贴片500产生激励。在另一种情况下，所述微 带馈线100中的太赫兹波可以继续沿所述微带馈线100的方向进行传输。

所述天线开关310与所述间隔设置的导电板300位于同一层。所述太赫兹 发射天线10中，所述天线开关310的厚度约为1微米。所述天线开关310的厚 度可以是一层石墨烯，也可以是两层石墨烯材料。至少两个所述天线开关310 的间隔处设置所述导电板300。同样可以理解为，相邻的两个所述导电板300的 间隔处设置所述天线开关310。所述天线开关310可以处于两种状态，即关闭状 态和打开状态。当所述天线开关310处于关闭状态时，所述微带馈线100中的 太赫兹波可以经过所述天线开关310传输至所述天线贴片500。当所述天线开关 310处于打开状态时，所述微带馈线100中的太赫兹波不能经过所述天线开关310传输至所述天线贴片500。所述微带馈线100中的太赫兹波继续沿着所述微 带馈线100的方向继续传输。所述天线开关310可以与所述导电板300不是同 一个厚度。所述天线开关310的厚度可以小于所述导电板300的厚度。

所述绝缘层400设置于所述导电板300和所述天线开关310远离所述衬底 200的表面。所述绝缘层400用于隔断所述导电板300和所述天线贴片500之间 的电连接。具体的，所述绝缘层400的材料并不做具体的限定，比如，所述绝 缘层400可以选用高阻硅。

所述天线贴片500与所述天线开关310一一对应设置。比如，设置两个所 述天线开关310，在每一个所述天线开关310的对应位置设置一个所述天线贴片 500。一个所述天线贴片500的宽度大于等于对应的所述天线开关310的宽度， 以使得通过所述微带馈线100发送的太赫兹波可以通过所述天线开关310传输 至所述天线贴片500。

本实施例中，设置至少两个所述天线开关310和对应的至少两个天线贴片 500，充分的增加了所述太赫兹发射天线10的发射带宽和提高了相应的发射功 率。发射频带宽和发射功率高的所述太赫兹发射天线10能够应用于小型太赫兹 光谱探测装置中，协助发射源将太赫兹频段的信号发射出去。所述太赫兹发射 天线10通过多频发射天线阵列将多个不同发射频带的太赫兹源拼接起来，实现 宽频带的光谱探测。将所述太赫兹发射天线10应用到太赫兹光谱探测装置中， 通过所述太赫兹发射天线10可以实现对波束的空间调控，可以提升波束在特定 方向上的增益，弥补总体发射功率的不足的缺陷。由于，所述太赫兹发射天线 10采用多频发射切换技术，可以减少指纹谱识别算法的运算时间实现对特定目 标物质的快速识别。

请参阅图2，在一个实施例中，所述太赫兹发射天线10，还包括导电电极 410。至少两个所述导电电极410设置于所述绝缘层400。每个所述导电电极410 与一个所述天线开关310间隔相对设置。具体的，所述导电电极410和所述天 线开关310间隔设置，在所述导电电极410和所述天线开关310间隔处沉积所 述绝缘层400。所述导电电极410和所述天线开关310间隔设置，避免了所述导 电电极410与所述天线开关310之间的直接接触。所述导电电极410和所述天 线开关310间隔设置还可以防止所述导电板300和所述导电电极410的直接接 触。可以通过在所述导电电极410和所述导电板300施加电压改变所述天线开 关310的关闭状态或是打开状态。比如，所述天线开关310可以设置为石墨烯 材料。在所述导电电极410和所述导电板300之间外加偏压0V时，石墨烯的电 导率为666.67S/m。石墨烯材料表现为电介质特性，此时所述天线开关310处于 打开状态。所述微带馈线100中传输的太赫兹波可以通过所述天线开关310对 上方的所述天线贴片500产生激励。而当在所述导电电极410和所述导电板300 之间的外加偏压为14V时，石墨烯电导率变为10⁷S/m表现为导体特性，此时所>

本实施例中，通过所述导电电极410和所述导电板300之间施加的电压的 不同可以调控所述天线开关310所处的打开和关闭的状态。所述太赫兹发射天 线10通过所述微带馈线100分别激励至少两个具有不同发射频率的所述天线贴 片500。在相邻的间隔设置所述导电板300的间隔处设置所述天线开关310。各 个所述天线开关310对应不同的频段。设置所述天线开关310可以提高各个频 段的隔离度，减少其他频段的天线对太赫兹波能量的损耗。在一个实施例中， 利用石墨烯在太赫兹频段下具有复电导率的特性，通过外加偏压可以在导体和 电介质之间切换的特性可以将石墨烯做成天线的开关。

请再次参见图2，在一个实施例中，所述至少两个天线开关310的宽度不相 同，不同宽度的每个所述天线开关310对应传输不同频率宽度的太赫兹波。比 如：所述太赫兹发射天线10可以包括四个所述天线开关310。四个所述天线开 关310的宽度不相同。也可以理解，整个所述太赫兹发射天线10由四组耦合狭 缝微带子天线构成。每组微带子天线包括至少一组所述微带馈线100，每组微带 子天线的所述天线贴片500和所述天线开关310的尺寸对应不同的发射频带。

在一个实施例中，所述至少两个天线开关310的宽度沿着固定方向递减。 所述至少两个天线开关310的传输频率沿着所述固定方向递增。可以理解，所 述至少两个天线开关310的宽度沿着固定的方向进行变化的时候，可以为依次 递增、依次递减或者不规律的变化。所述固定方向可以是如图1或者图2所示 从左到右相邻的两个所述天线开关310的宽度依次递减。每次递减的宽度可以 根据所述太赫兹发射天线10的发射频率有关。具体的所述至少两个天线开关310 的宽度的变化情况可以根据设备需要传输的太赫兹频率的不同而不同。

比如，所述太赫兹发射天线10中，四个所述天线开关310的宽度从左到右 依次递减，以实现所述太赫兹发射天线10传输频率的连续性变化。比如，所述 太赫兹发射天线10的扫描频段可以依次对应1.0THz-1.5THz，1.5THz-2.0THz， 2.0THz-2.5THz，2.5THz-3.0THz的四个太赫兹量子级联激光器。所述太赫兹发 射天线10可以组合成1THz-3THz探测带宽。

在一个实施例中，所述太赫兹发射天线10的扫频频段为1.0THz到3.0THz。 由于所述太赫兹发射天线10具有较宽的扫频频率，所述太赫兹光谱探测装置20 能够实现多种物质组分的识别。

在一个实施例中，所述至少两个天线开关310的材料为具有电介质特性的 材料。比如，所述天线开关310的材料可以是具有可变电导率的材料。在具有 电介质特性的材料中，通过改变加在所述天线开关310的电压可以调整所述天 线开关310材料的电导率。所述天线开关310材料的电导率发生改变，所述天 线开关310的关闭或者打开状态。所述天线开关310的关闭或者打开状态发生 变化，进一步改变所述太赫兹发射天线10的发射。

所述太赫兹发射天线10的制备过程可以按照以下步骤。提供二氧化硅介质 层作为所述衬底200。在所述衬底200的下表面沉积铜条带以形成所述微带馈线 100。在所述衬底200的上表面沉积一层铜膜。在上层铜膜上刻蚀上四条狭缝， 每条狭缝的结构和尺寸根据所述太赫兹发射天线10的发射频带进行设计。通过CVD法将同样尺寸的石墨烯转移到狭缝中，整个铜膜作为所述导电板300，并 作接地处理。四条狭缝中沉积石墨烯，作为所述天线开关310。铜膜上方生长高 阻硅作为所述绝缘层400。在每片狭缝中的石墨烯上方做成多晶硅电极，作为所 述导电电极410。在所述导电电极410和所述导电板300的两端施加不同的电压， 分别调控每片狭缝中石墨烯的电导率。每片狭缝中石墨烯的上方，所述绝缘层400的表面分别对单个频带设置相应尺寸的所述天线贴片500。由于波长越长， 狭缝的特征尺寸越大。太赫兹波从左端输入，可以设置所述太赫兹发射天线10 中狭缝的尺寸由左至右依次增大，对应的发射频率由高到低。

在一个实施例中，提供一种太赫兹光谱探测装置20，包括：太赫兹光谱发 射单元1、太赫兹光谱传输单元2、所述太赫兹发射天线10、太赫兹光谱接收单 元3和太赫兹光谱分析识别单元4。

所述太赫兹光谱发射单元1用于产生宽带的太赫兹波信号。所述太赫兹光 谱发射单元1可以是能够发射宽谱太赫兹波的太赫兹波源或者多个单频太赫兹 波源组成的宽谱阵列。比如，所述太赫兹光谱发射单元1可以是多级电子倍频 链路太赫兹源，光整流的可调谐太赫兹光源，太赫兹量子级联激光器等。

所述太赫兹光谱传输单元2用于将宽带太赫兹发射源发射的宽带太赫兹波 传输到所述太赫兹发射天线10。所述太赫兹光谱传输单元2可以是波导传输、 微带线传输、介质微带线传输、光子晶体光纤传输等。

所述太赫兹发射天线10可以是由多个发射频段不同的天线组成的天线阵列。 所述太赫兹发射天线10内有切换开关，可以根据需要切换到特定频段的发射天 线工作。单个天线阵元可以是微带天线、漏波天线、透镜天线、喇叭天线、抛 物面天线。具体的，所述太赫兹发射天线10可以包括：微带馈线100、衬底200、 至少两个天线开关310、至少一个导电板300、绝缘层400和至少两个天线贴片 500。所述衬底200包括第一表面201和与所述第一表面201相对的第二表面202。 所述微带馈线100，设置于所述第一表面201。所述至少两个天线开关310间隔 设置于所述第二表面202。所述至少一个导电板300设置于所述第二表面202。 每两个相邻的所述天线开关310之间设置有一个所述导电板300。所述绝缘层 400，覆盖所述至少一个导电板300和所述至少两个天线开关310。所述至少一 个导电板300和所述至少两个天线开关310设置于所述绝缘层400和所述衬底 200之间。所述至少两个天线贴片500，间隔设置于所述绝缘层400远离所述衬 底200的表面。每个所述天线开关310与一个所述天线贴片500相对设置，以 使所述微带馈线100中传输的太赫兹波通过所述天线开关310对所述天线贴片 500产生激励。

在一个实施例中，所述太赫兹发射天线10还包括：至少两个导电电极410 设置于所述绝缘层400。每个所述导电电极410与一个所述天线开关310间隔相 对设置。通过改变一个所述导电电极410和所述导电板300之间的电压，控制 与所述一个导电电极410相对的所述天线开关310的关闭与打开。

所述太赫兹光谱接收单元3用于接收所述太赫兹发射天线10发射的太赫兹 波经过目标物质之后的吸收谱。所述太赫兹光谱接收单元3可以是差分探测器、 超导约瑟夫森结探测器、热释电探测器等。所述太赫兹光谱接收单元3用于接 收所述太赫兹发射天线10发送的太赫兹频率的吸收谱。

所述太赫兹光谱分析识别单元4用于对目标物质的太赫兹吸收谱进行快速 分析识别。所述太赫兹光谱分析识别单元4储存有常见危化品的太赫兹光谱数 据库。所述太赫兹光谱分析识别单元4可以学习矢量量化网络聚类算法、人工 神经网络算法、马氏距离分类法等算法。所述太赫兹光谱分析识别单元4可以 快速的识别出目标物质的种类和浓度等信息。

所述太赫兹光谱发射单元1与所述太赫兹光谱传输单元2信号连接。所述 太赫兹光谱传输单元2与所述的太赫兹发射天线10信号连接。所述太赫兹光谱 接收单元3用于接收所述太赫兹发射天线10传输的太赫兹频率的信号。所述太 赫兹光谱接收单元3与太赫兹光谱分析识别单元4信号连接。所述太赫兹光谱 发射单元1、所述太赫兹光谱传输单元2和所述太赫兹发射天线10可以组成发 射系统。所述太赫兹光谱接收单元3和所述太赫兹光谱分析识别单元4组成接 收系统。所述发射系统和所述接收系统之间具有一定的空隙是探测区域。处于 所述探测区域内的物质可以被所述太赫兹光谱探测装置20探测和分析。所述发射系统和所述接收系统所包括的单元可以被封装在所述太赫兹光谱探测装置20 的内部。

所述太赫兹光谱探测装置20的具体构造并不限定。所述太赫兹光谱探测装 置20的尺寸比现有的、相同频率范围的光谱探测装置的尺寸小。考虑到，所述 太赫兹发射天线10有效射程和发射源的功率，所述发射系统和所述接收系统之 间的距离可以设置在几厘米到几十厘米的范围。在使用过程中，所述发射系统 和所述接收系统的高度要一致，以便较宽频带的太赫兹波谱能够准确传输。

本实施例中，所述太赫兹光谱探测装置20基于小型化、便携式的所述太赫 兹发射天线10。所述太赫兹光谱探测装置20利用所述太赫兹发射天线10可以 将调谐或者多频拼接的宽带太赫兹信号调控之后高效的发射出去。所述太赫兹 光谱探测装置20可以有效的解决现存的太赫兹源的发射功率低、发射频带窄的 问题。所述太赫兹光谱探测装置20可以方便的应用于各种危化品事故现场，直 接得到目标物质的在太赫兹波段的透射谱，实现对大气环境中的危化品种类和 含量的快速探测。

请参阅图3，在一个实施例中，由所述太赫兹光谱发射单元1、所述太赫兹 光谱传输单元2和所述太赫兹发射天线10组成的所述发射系统位于左侧位置。 由所述太赫兹光谱接收单元3和所述太赫兹光谱分析识别单元4组成接收系统 位于右侧位置。所述发射系统和所述接收系统之间具有一定的空隙是探测区域。 所述太赫兹发射天线10将太赫兹频率的信号经过所述探测区域传输至所述太赫 兹光谱接收单元3。本实施例中，所述发射系统和所述接收系统直接相对设置。 再比如，可以设置所述发射系统处于所述太赫兹光谱探测装置20的上方位置。 所述接收系统处于所述太赫兹光谱探测装置20的下方位置。在所述发射系统和 所述接收系统之间的位置为探测区域。

本实施例中，所述太赫兹光谱探测装置20为透射式。所述太赫兹发射天线 10和所述太赫兹光谱接收单元3之间为探测区域。所述太赫兹光谱探测装置20 可以获取位于所述探测区域内样品的太赫兹透射谱。所述太赫兹光谱分析识别 单元4对得到的太赫兹透射谱进行分析得到样品的种类和浓度等信息。比如， 用于危化品事故现场或者生化恐怖袭击现场的大气中的危化品探测时，所述太 赫兹光谱探测装置20的探测区域直接处于事故现场的大气环境中。所述太赫兹 光谱探测装置20就能够探测所处位置的大气环境中所含的危化品的种类和浓度。

请参阅图4，在一个实施例中，所述太赫兹光谱探测装置20，还包括反射 镜6。所述太赫兹光谱发射单元1、所述太赫兹光谱传输单元2和所述太赫兹发 射天线10组成所述发射系统，位于左上方的位置。所述太赫兹光谱接收单元3 和所述太赫兹光谱分析识别单元4组成所述接收系统，位于左下方的位置。所 述太赫兹发射天线10与所述太赫兹光谱接收单元3之间通过所述反射镜6实现。 这里，所述发射系统和所述接收系统的相对位置是固定的，具体的可以不限定 是左上和左下的位置。比如，所述发射系统和所述接收系统还可以是右上和右 下的位置，或者更多的可选位置。所述发射系统和所述接收系统的相对位置满足：所述太赫兹发射天线10和所述太赫兹光谱接收单元3之间需要通过反射镜 6才能完成信号的传输。

本实施例中，所述太赫兹光谱探测装置20为反射式。反射式的所述太赫兹 光谱探测装置20的应用方式同透射式相似。通过所述太赫兹光谱接收单元3测 量样品的太赫兹透射谱。如图4所示，经过所述太赫兹发射天线10将太赫兹波 谱信号传输至所述反光镜6。经所述反光镜6反射至所述太赫兹光谱接收单元3。 在反射式结构中，所述发射系统和所述接收系统位于同侧，在它们之间加入一 个反射镜6。所述反射镜6可以是抛物镜。

图3和图4给出的实施例中，所述太赫兹光谱探测装置20具有小型化、便 携式的特点。所述太赫兹光谱探测装置20可以快速、方便的带到探测现场。所 述太赫兹光谱探测装置20可以应用在危化品事故现场和生化恐怖袭击现场。所 述太赫兹光谱探测装置20能够快色的探测和识别大气环境中危化气体的种类和 含量。所述太赫兹光谱探测装置20并不局限于气体探测，同样适用于固体和液 体的太赫兹指纹谱探测和识别。比如药品筛选、毒品检测和各种基于太赫兹光 谱技术的材料特性标定等。

在一个实施例中，所述太赫兹光谱探测装置20，还包括太赫兹光谱显示单 元5。所述太赫兹光谱显示单元5与所述太赫兹光谱分析识别单元4电连接，用 于显示检测到的信息。具体的，所述太赫兹光谱显示单元5用于显示探测结果。 在采用所述太赫兹光谱探测装置20检测环境中危化品状态时，检测到的信息可 以包括危化品的种类、浓度等信息。

本实施例中，提供的所述太赫兹光谱探测装置20可以直接在频域内探测目 标物质的太赫兹吸收谱，不需要飞秒激光器和复杂的时间延迟系统。所述太赫 兹光谱探测装置20具有小型化、便携式的特点，能够快速的应用于各种复杂的 场景。本实施例中，采用所述太赫兹发射天线10降低了对太赫兹发射源的发射 带宽的要求。所述太赫兹光谱探测装置20可以不必采用超宽带的太赫兹发射源、 宽带调谐太赫兹发射源，也可以使用几个发射频率在几种典型危化品指纹谱位 置的窄频的发射源组合。采用所述太赫兹发射天线10更有利于所述太赫兹光谱 探测装置20的小型化和降低成本。采用高增益的所述太赫兹发射天线10对发 射太赫兹波的空间波束进行调制，可以提升所述太赫兹光谱探测装置20中的有效的太赫兹光程。所述太赫兹光谱探测装置20采用多频发射扫频技术，当应用 于多组分基团探测时，可以有效的减少各组分对特定目标物质的指纹谱特征的 干扰，并减少指纹谱识别算法的运算时间实现对特定目标物质的快速识别。

所述太赫兹光谱探测装置20可以完成对固体、液体和气体物质的探测。采 用所述太赫兹光谱探测装置20探测大气环境中的危化品。比如，危化品火灾事 故现场可能会产生HCN气体，HCN的太赫兹吸收谱的一个特征峰是1.24THz。 当用于探测火灾现场是否产生有HCN气体以及HCN的浓度时，可以将所述太 赫兹光谱探测装置20拿到火灾现场的探测点。此时，所述太赫兹光谱探测装置 20的探测区域即处于所探测位置的大气环境中。如果此时探测点的大气环境中 含有HCN，太赫兹光谱接收系统接收到的太赫兹吸收谱中在1.24THz位置处会 有吸收峰。通过所述太赫兹光谱分析识别单元4内置的算法可以获取该吸收峰 对应的是HCN。而且由吸收谱的强度和探测区域的太赫兹光程长度可以计算出 HCN的浓度，这些结果可以通过所述太赫兹光谱显示单元5显示出来。

采用所述太赫兹光谱探测装置20探测固体或液体样品时，直接将样品放置 在探测区域，测量其太赫兹透射谱即可。比如，要探测一个包裹中是否含有RDX 爆炸物。RDX爆炸物的太赫兹吸收谱峰的位置是1.26THz和1.73THz。同样使 用所述太赫兹光谱探测装置20，所述太赫兹光谱探测装置20能够探测的频率范 围是1-3THz。在所述太赫兹光谱探测装置20中，通过所述太赫兹发射天线10 依次在1.0-1.5THz，1.5-2.0THz，2.0-2.5THz，2.5-3.0THz四个频段扫频。然后 由所述太赫兹光谱分析识别单元4和所述太赫兹光谱显示单元5分析探测样品 的频率是否在1.26THz和1.73THz两个频点有吸收峰。如果存在1.26THz和1.73THz的吸收峰，则显示含有RDX。如果不存在1.26THz和1.73THz的吸收 峰，则显示安全。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权 利要求为准。