近年來，隨著太赫茲源與探測器的發(fā)展，各類太赫茲(Tera Hertz，簡稱，THz)技術(shù)也日趨完善，其中，太赫茲波光譜技術(shù)及其應(yīng)用的研究更是引起了眾多科學(xué)家的關(guān)注，THz光譜技術(shù)也成為了光譜領(lǐng)域的研究熱點和重點。

THz光譜技術(shù)的誕生與發(fā)展很好的填補了光譜領(lǐng)域的“THz空隙”，且具有與眾不同之處：(1)THz光譜技術(shù)屬于紅外光譜范疇，但功能又與紅外光譜不同，THz光譜特征主要與晶體的宏觀結(jié)構(gòu)和長程相互作用緊密相關(guān)，而傳統(tǒng)的紅外光譜主要探測的是分子官能團及分子內(nèi)部的相互作用； (2)THz光譜為吸收光譜，與拉曼散射光譜相比，兩者的產(chǎn)生機理不同：吸收光譜是由于振動引起分子偶極矩或電荷分布變化產(chǎn)生的，而拉曼散射是由于鍵上電子云分布產(chǎn)生瞬間變形引起暫時極化，是極化率的改變，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，當返回基態(tài)時發(fā)生的散射。對于具有對稱中心的分子來說，與對稱中心有對稱關(guān)系的振動，THz不可見，拉曼可見；與對稱中心無對稱關(guān)系的振動，THz可見，拉曼不可見；(3)THz光譜與原子發(fā)射光譜相比，后者主要采用分解形成的原子或離子時所發(fā)射的特征光譜的波長及其強度來對各種元素進行定性和定量分析，樣品組分對譜線強度影響較為顯著，對標準參比的組分要求較高，且只能用于元素分析，不能進行結(jié)構(gòu)、形態(tài)的測定。綜上所述，THz光譜技術(shù)作為一種新型的光譜技術(shù)具有其鮮明的特點和功能，與當前主流的光譜技術(shù)互為補充，完善了光譜測量技術(shù)，拓展了光譜測試的應(yīng)用范圍。

目前在THz光譜探測領(lǐng)域應(yīng)用最廣的就是太赫茲時域光譜儀技術(shù) (THz-Time Domain Spectrometer，簡稱THzTDS)系統(tǒng)，該技術(shù)是20世紀 80年代由AT&T,Bell實驗室和IBM公司的T.J.Waston中心研究發(fā)展起來的。而該系統(tǒng)進行的物質(zhì)檢測絕大部分采用的是透射成譜模式，但 THzTDS系統(tǒng)同時也受到自身的局限，導(dǎo)致其始終無法跨出實驗室，面向?qū)嶋H應(yīng)用，主要因素包括：(1)由于采用時域光譜系統(tǒng)，利用傅立葉變換處理時域脈沖信號得到頻域光譜，而時域光譜技術(shù)導(dǎo)致THz信號強度低， THzTDS系統(tǒng)通常采用光電導(dǎo)天線或非線性光整流的方式產(chǎn)生THz寬頻輻射，此二種方式產(chǎn)生的THz輻射信號強度在微瓦量級，信號容易受到干擾導(dǎo)致探測數(shù)據(jù)誤差較大；(2)受限于上一點，THzTDS系統(tǒng)只能采用相干探測技術(shù)進行THz信號檢測，從而保證探測信號的信噪比，借助相干探測技術(shù)，THz TDS信噪比可以高達10000：1甚至更高，但同時導(dǎo)致光譜數(shù)據(jù)獲取速度較慢從而使THz光譜信號能夠準確被提?。?3)THzTDS系統(tǒng)復(fù)雜，價格昂貴，THzTDS系統(tǒng)由于采用了相干探測技術(shù)，導(dǎo)致必須使用時間延遲線，所以系統(tǒng)包含有重復(fù)的機械往返運動，如果使用時間過久，會導(dǎo)致系統(tǒng)老化，準確度明顯降低，另外由于必須采用飛秒激光器，所以系統(tǒng)配置設(shè)備費用也比較昂貴；

測試環(huán)境局限，THzTDS系統(tǒng)一般而言，均在密封真空環(huán)境下進行測試，同時測試距離不超過1米，所以該技術(shù)在實際爆炸物檢測方面作用甚微。

本發(fā)明提供一種太赫茲光譜探測系統(tǒng)，包括調(diào)制模塊、選模模塊、探測光路以及探測模塊，其中，調(diào)制模塊輸出信號至選模模塊，選模模塊與探測光路以及探測模塊依次光路連通；選模模塊以及調(diào)制模塊分別由探測模塊控制。

本發(fā)明還提供一種太赫茲光譜探測方法，包括以下步驟：

步驟S1：提供用于將直流偏置信號和射頻信號耦合的調(diào)制模塊；

步驟S2：提供對來自S1中經(jīng)耦合的調(diào)制信號進行單一縱模信號輸出的選模模塊；

步驟S3：提供對S2中單一縱模信號進行光路傳輸?shù)奶綔y光路；

步驟S4：提供對經(jīng)S3中探測光路傳輸?shù)男盘柎_定THz頻譜中特定頻點響應(yīng)并顯示的探測模塊；

步驟S5：調(diào)整選模模塊的衍射反饋角，重復(fù)上述S2-S4，獲取不同頻點的響應(yīng)值，從而得到全頻段THz透射光譜數(shù)據(jù)。

本發(fā)明以THz QCL為光譜光源，將THz QCL與外腔調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，且基于THz QCL自身高輸出功率及高工作頻率的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)開放環(huán)境下的4THz以上頻段的THz光譜測試。采用小角度調(diào)整選模范圍即能實現(xiàn)連續(xù)頻譜信息提取，測試速度快，無需相干探測機制及相關(guān)光學(xué)系統(tǒng)，光譜系統(tǒng)復(fù)雜度顯著降低，光譜數(shù)據(jù)獲取速度快且分辨率高，而且本發(fā)明只需將THz QCL選模模塊置于真空中而非整個系統(tǒng)處于真空環(huán)境。因而本發(fā)明克服了現(xiàn)有時域太赫茲光譜系統(tǒng)的局限性，如低光譜分辨率、時間延遲線、太赫茲信號強度低和測試環(huán)境全真空以及頻段受限等因素，為傳統(tǒng)的光譜檢測領(lǐng)域提供了一種新型的技術(shù)手段，對THz光譜技術(shù)的實際應(yīng)用具有積極的推動作用。