(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20212316 3102.X (22)申请日 2021.12.16 (73)专利权人 昆明理工大 学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 刘佳和　沈韬　王浩洋　张佳荣　 常超　贺广超　 (74)专利代理 机构 昆明明润知识产权代理事务 所(普通合伙) 53215 专利代理师 王鹏飞 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/3586(2014.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种液态太赫兹源介质调控一体化装置 (57)摘要 本实用新型涉及一种液态太赫兹源介质调 控一体化装置， 属于太赫兹波技术领域。 本实用 新型可以产生水滴、 水线和水膜 等各种形状的液 体介质用于激光产生太赫兹波， 其特征在于， 包 括激光聚焦模块， 用于聚焦激光。 温度控制模块， 用于调控液态介质温度。 液体循环控制模块， 用 于调控介质液压、 流速等。 喷嘴， 用于调控液态介 质形状、 尺寸等。 位置控制模块， 用于调控激光焦 点与液态介质的作用位置。 温度控制模块、 液体 循环控制模块和喷嘴用水管接连； 位置控制模块 与喷嘴刚性连结； 激光由激光聚焦模块聚焦后与 液态介质相互作用。 本实用新型构成简单、 建置 成本低、 容易维护、 稳定性高， 具有较强的科研及 实际应用价 值。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 217738970 U 2022.11.04 CN 217738970 U 1.一种液态太赫兹源介质调控一体化装置， 其特 征在于， 包括： 激光聚焦模块， 用于聚焦激光； 温度控制模块， 用于调控液态介质温度； 液体循环控制模块， 用于调控介质液压、 流速； 喷嘴， 用于调控液态介质形状、 尺寸； 位置控制模块， 用于调控激光焦点与液态介质的作用位置； 其中， 温度控制模块、 液体循环控制模块和喷嘴用水管接连， 位置控制模块与喷嘴刚性 连结， 激光由激光聚焦模块聚焦后与液态介质相互作用。 2.根据权利要求1所述的液态太赫兹源介质调控一体化装置， 其特征在于： 所述激光 聚 焦模块包括激光路上的可以聚焦激光的光学器件， 激光通过聚焦模块后形成光丝与液态介 质相互作用。 3.根据权利要求1所述的液态太赫兹源介质调控一体化装置， 其特征在于： 所述温度控 制模块包括加热器、 冷却机、 温度传感器和控制电路， 加热器、 冷却机、 温度传感器与控制电 路连接， 可以通过控制电路设置温度， 根据温度传感器测 量温度和输入设置温度来控制加 热器和冷却机 工作。 4.根据权利要求1所述的液态太赫兹源介质调控一体化装置， 其特征在于： 所述喷嘴的 形状可为针型、 扁口型或异型。 5.根据权利要求1所述的液态太赫兹源介质调控一体化装置， 其特征在于： 所述位置控 制模块可以调整喷嘴的三 维位置和旋转角度， 以此达到控制介质与激光的相对位置和角度 的目的。 6.根据权利要求 4所述的液态太赫兹源介质调控一体化装置， 其特 征在于： 所述针型喷 嘴， 内径范围为15 0‑1550 μm， 用于产生水滴和水线； 所述扁口喷 嘴， 扁口内径为3 50‑500 μm， 用于产生水膜； 所述异形喷 嘴用于产生 三棱柱、 四棱柱形态的水柱。 7.根据权利要求5所述的液态太赫兹源介质调控一体化装置， 其特征在于： 所述位置控 制模块为高精度三维移动平台， 其XY轴行程 ‑6.5~﹢6.5mm， 精度 ±0.02mm， Z轴行程为 ‑5~﹢ 5mm， 精度±0.02mm， 旋转角度可达 360°。 8.根据权利要求1所述的液态太赫兹源介质调控一体化装置， 其特征在于： 所述液体循 环控制模块的流量控制范围为0.6 ‑600ml/min， 精度4级， 压力控制范围0 ‑100KPa， 精度 ± 0.5％FS。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217738970 U 2一种液态太赫兹源 介质调控一体 化装置 技术领域 [0001]本实用新型涉及一种液态太赫兹源介质调控一体化装置， 属于太赫兹波技术领 域。 背景技术 [0002]利用太赫兹光子能量低、 不会对生物组织产生有害的辐射和电离、 安全性高的特 性， 太赫兹已经广泛应用于安全检查、 损伤检测、 文物 鉴别、 隐匿物体识别等众多 领域。 对太 赫兹技术的高效应用是建立在 优质的太赫兹源基础上的。 基于飞秒激光诱导液体的太赫兹 脉冲源在2017年首次被Dey和张希成等人提出， 并展示出了比空气等离子体源更优质的性 能。 这是因为液体具有 更高的密度， 可以提供比气 体更多的分子与光相互作用； 同时液体的 流动性也可以避免固体中存在的损伤阈值问题， 因此成为太赫兹波激发的一个重要的目标 对象。 但目前对于液态激发太赫兹波的理论模型尚缺少深入研究， 激发效果仍有待进一步 提升。 [0003]现有的研究表明太赫兹辐射的振幅和带宽明显受控于激发介质的种类、 温度、 空 间尺寸、 流体状态以及介质与激光聚焦的相对位置。 目前液态结构产生调控装置大多只能 侧重于上述参数中某一些方面的调控。 然而， 研究表明上述参数对太赫兹辐 射的影响并不 是单一的， 液态介质的各参数对辐 射过程的影响是耦合的， 所以上述单一参数 的控制不能 对太赫兹波的强度和带宽进行全面的调控。 [0004]目前， 大多数用于太赫兹激发的液态介质成型装置都只能满 足于上述参数中的某 一个或者几个参数进行调控。 例如专利201810587765  .8所述装置只能形成水柱； 专利 201910419019  .2所述装置只能形成流体水膜或水柱， 专利202010186190  .所述装置只能 形成微液滴。 对水压、 温度、 流动状态以及介质与激光聚焦的相对位置等影响太赫兹激发的 重要参数不能有效地测量和融合调控。 发明内容 [0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种液态太赫兹源介质调控一体化装置， 以 实现对液态介质的一体化调控。 [0006]本实用新型的技术方案是： 一种液态太赫兹源介质调控一体化装置， 可以产生水 滴、 水线和水膜等各种形状的液体介质用于 激光产生太赫兹波， 包括： [0007]激光聚焦模块， 用于聚焦激光。 [0008]温度控制模块， 用于调控液态介质温度。 [0009]所述温度控制模块包括加热器、 冷却机、 温度传感器和控制电路。 加热器、 冷却机、 温度传感器与控制电路连接， 可以通过控制电路设置温度， 根据温度传感器测量温度和输 入设置温度来控制加热器和冷却机 工作， 以此达 到温度控制的目的。 [0010]液体循环控制模块， 用于测量、 调控介质的液压和流动状态 （层流和湍流） 。 [0011]所述液体循环控制模块， 包括水箱、 水泵、 水压表、 流量计回流槽， 所述各部件用水说　明　书 1/4 页 3 CN 217738970 U 3