现在,来自于德国弗劳恩霍夫协会的研究人员已经成功研制出一种非常紧凑、简单的传感器探头,其成本也因此变得更低,装置操作也变得更加容易。他们设计的第一种传感器探头原型已经被用于在塑料管的生产线上检测管壁的厚度。此外,这种装置还非常适用于分析纤维复合材料上的涂层等。
这种新型传感器探头于2016年4月25至29日在德国汉诺威工业博览会上进行展出。
十多年以前,当人们谈论最多的还都是人体扫描仪的时候,太赫兹技术就被视为“下一个大事件”。科学家们希望利用太赫兹辐射技术研发出一种能够用于材料测试与分析方面的测量体系;虽然人们对于太赫兹技术一直都抱有很大的期望,但太赫兹技术并没有取得人们所期待的进展。与传统的无损检测技术相比,例如X射线检测、超声检测等,太赫兹技术成本太高,装置笨重、不灵活。
搭配新型传感器探头的测量体系
现在,德国柏林的弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所在太赫兹技术方面取得了一项巨大的进步。由该研究所里Thorsten G?bel领导的太赫兹技术研究小组已经成功的研制出了首例标准太赫兹设备,而且成本更低,操作更为简便。
弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所激发太赫兹辐射的原理是基于一种光电方法;通过使用一种特殊的半导体,激光脉冲被转换成太赫兹电脉冲。而以前太赫兹技术一直没有取得实质性成功的原因主要就在于这种特殊半导体需要具备一些特殊的性质。
“我们研制出了一种半导体材料,能够被波长为1.5微米左右的激光刺激,” G?bel说道:“在光通信领域中,这是一种标准波长,这也是为什么市场上有那么多廉价但高质量的光学组件和激光器”。
但是,要研制出一种能够用于材料测试方面,且成本较低、操作便利的太赫兹体系仍然存在一个大障碍——迄今为止,用于扫描待测试组件的传感器探头太大而且非常笨重,并不便于使用。原因是太赫兹发射器和接收器是两个独立的组件,必须要精确的安装在套管里。这种排列的主要缺点在于测试样品只能在一个角度上进行测量。因此,测试对象必须准确的位于接收器和发射器的焦点上,这样经样品由发射器发出的太赫兹信号才会显示在接收器上。如果传感器探头和样品之间的距离发生了变化,例如发生轻微震动等,测量都会变得更加困难。