CN108731825B - 一种太赫兹波波长检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太赫兹波波长检测方法，其包括以下步骤：使被检测的太赫兹波直接入射在该太赫兹波接收装置上，所述太赫兹波接收装置检测到所述被检测的太赫兹波的第一强度数据；使被检测的太赫兹波透过一碳纳米管结构之后入射在该太赫兹波接收装置上，所述太赫兹波接收装置检测到所述被检测的太赫兹波的第二强度数据；根据该第二强度数据和第一强度数据计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线；以及通过将穿透率曲线一标准数据进行比对，获得该被检测的太赫兹波的波长范围，其中，该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数的关系数据。

Description

一种太赫兹波波长检测方法

技术领域

本发明涉太赫兹波检测、调制以及应用技术领域。

背景技术

太赫兹波通常指的是频率在0.1THz～10THz，波长在30μm～3mm之间的电磁波，其波段在微波和红外光之间，属于远红外波段。由于缺乏有效的产生方法和检测手段，科学家对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限。

近十几年来，超快激光技术的迅速发展，为太赫兹波的产生提供了稳定、可靠的激发光源，使太赫兹波的产生和应用得到了蓬勃发展。然而，由于太赫兹源发射功率较低，而热背景噪声相对较高，需要高灵敏度的探测手段探测太赫兹信号。目前，人们对太赫兹波的性能认识比较少。因此，如何检测、调制以及应用太赫兹波成为研究的热点。

发明内容

本申请发明人研究发现，通过碳纳米管结构可以调节太赫兹波的穿透率，即，太赫兹波的穿透率随着波数或波长呈波峰波谷交替形状。而且，通过调节所述碳纳米管结构的温度，或者调节碳纳米管结构中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角，可以进一步调节该波峰波谷形状。鉴于此，本发明提供一种太赫兹波发射装置、一种太赫兹波通讯装置以及一种太赫兹波波长检测装置。

一种太赫兹波波长检测方法，其包括以下步骤：使被检测的太赫兹波直接入射在该太赫兹波接收装置上，所述太赫兹波接收装置检测到所述被检测的太赫兹波的第一强度数据；使被检测的太赫兹波透过一碳纳米管结构之后入射在该太赫兹波接收装置上，所述太赫兹波接收装置检测到所述被检测的太赫兹波的第二强度数据；根据该第二强度数据和第一强度数据计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线；以及通过将穿透率曲线一标准数据进行比对，获得该被检测的太赫兹波的波长范围，其中，该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数的关系数据。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述碳纳米管结构包括一碳纳米管膜，所述碳纳米管膜包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管束，每一碳纳米管束包括多个相互平行的碳纳米管。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述多个碳纳米管的表面包覆有金属导电层。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述碳纳米管结构的边缘固定于一支撑框架上，中间部分通过该支撑框架悬空设置。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述使被检测的太赫兹波透过碳纳米管结构的同时进一步包括：改变所述碳纳米管结构中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角；该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数以及所述碳纳米管结构中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角的关系数据。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述改变碳纳米管结构中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角的方法为旋转所述碳纳米管结构。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述使被检测的太赫兹波透过碳纳米管结构的同时进一步包括：加热该碳纳米管结构，以及测量所述碳纳米管结构的温度；该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数以及所述碳纳米管结构的温度的关系数据。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述使被检测的太赫兹波透过碳纳米管结构的同时进一步包括：向所述碳纳米管结构两端施加电压；该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数以及向所述碳纳米管结构施加的电压的关系数据。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述使被检测的太赫兹波透过碳纳米管结构的同时进一步包括：旋转和加热该碳纳米管结构；该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数以及所述碳纳米管结构的温度和旋转角度的关系数据。

如上述太赫兹波波长检测方法，其中，所述碳纳米管结构悬空设置于一真空容器中。

相较于现有技术，本发明的太赫兹波波长检测方法，通过碳纳米管结构对太赫兹波的调制规律对太赫兹波波长进行检测，结构简单，检测方法可靠。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的太赫兹波发射装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1提供的太赫兹波发射装置的调制装置的结构示意图。

图3为本发明实施例1采用的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。

图4为本发明实施例1采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图5为本发明实施例1采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图6为本发明实施例1的同一方向设置的碳纳米管拉膜对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图7为本发明实施例1的同一方向设置的碳纳米管拉膜对中红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图8为本发明实施例1的交叉设置的碳纳米管拉膜对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图9为本发明实施例2的同一方向设置的包覆预制层的碳纳米管拉膜对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图10为本发明实施例2的同一方向设置的包覆预制层的碳纳米管拉膜对中红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图11为本发明实施例3提供的太赫兹波发射装置的结构示意图。

图12为本发明实施例3提供的太赫兹波发射装置的调制装置和旋转装置的结构示意图。

图13为本发明实施例3的同一方向设置的碳纳米管拉膜每次旋转15度角后对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图14为本发明实施例3的同一方向设置的碳纳米管拉膜旋转0度和90度角后对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图15为本发明实施例3的同一方向设置的碳纳米管拉膜旋转60度和150度角后对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图16为本发明实施例3的同一方向设置的碳纳米管拉膜旋转0度和180度角后对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图17为本发明实施例4提供的太赫兹波发射装置的结构示意图。

图18为本发明实施例4提供的太赫兹波发射装置的调制装置和加热装置的结构示意图。

图19为图18沿线S-S的剖视图。

图20为本发明实施例4提供的太赫兹波发射装置的另一种加热装置的结构示意图。

图21为本发明实施例4的同一方向设置的单层碳纳米管拉膜施加不同电压加热后对中红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图22为本发明实施例4的同一方向设置的单层碳纳米管拉膜施加不同电压加热后对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图23为本发明实施例4的同一方向设置的双层碳纳米管拉膜施加不同电压加热后对远红外波段的太赫兹波的穿透率测试结果。

图24为本发明实施例5提供的太赫兹波发射装置的结构示意图。

图25为本发明实施例6提供的太赫兹波通讯装置的结构示意图。

图26为本发明实施例6提供的太赫兹波通讯装置的解密装置的模块示意图。

图27为本发明实施例7提供的太赫兹波通讯装置的结构示意图。

图28为本发明实施例8提供的太赫兹波通讯装置的结构示意图。

图29为本发明实施例9提供的太赫兹波通讯装置的结构示意图。

图30为本发明实施例10提供的太赫兹波波长检测装置的结构示意图。

图31为本发明实施例10提供的太赫兹波波长检测装置的计算机的模块示意图。

图32为本发明实施例11提供的太赫兹波波长检测装置的结构示意图。

图33为本发明实施例12提供的太赫兹波波长检测装置的结构示意图。

图34为本发明实施例13提供的太赫兹波波长检测装置的结构示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例1提供一种太赫兹波发射装置10，其包括一太赫兹波源11以及一置于该太赫兹波源11的出射面111一侧的调制装置12。所述太赫兹波源11用于激发太赫兹波。所述太赫兹波源11激发的太赫兹波经该调制装置12调制后形成太赫兹调制波并发射出去。

所述太赫兹波源11的结构不限，可以为不相干的热辐射光源、宽波段脉冲(T－ray)光源或窄波段的连续波光源。

请参阅图2，所述调制装置12包括一支撑框架120以及一碳纳米管结构121。所述支撑框架120的形状和尺寸可以根据需要选择。所述支撑框架120到的材料不限，可以为金属、聚合物、玻璃、陶瓷或碳材料等。所述支撑框架120定义一开口。所述碳纳米管结构121的边缘固定于该支撑框架120上，且中间部分通过该支撑框架120悬空设置。所述碳纳米管结构121可以通过粘结剂固定于所述支撑框架120上。所述碳纳米管结构121可以直接设置于所述太赫兹波源11的出射面111上，也可以与所述太赫兹波源11的出射面111间隔设置。当所述碳纳米管结构121可以直接设置于所述太赫兹波源11的出射面111上时，所述支撑框架120可以省略。

所述碳纳米管结构121包括多个沿同一方向定向延伸的碳纳米管且形成多个均匀分布的微孔。所述多个碳纳米管通过范德华力紧密连接从而使该碳纳米管结构121形成一自支撑结构。所谓自支撑结构是指该结构可以无需一支撑体而保持一特定的膜状结构。因而，所述碳纳米管结构121具有自支撑性而可部分悬空设置。所述碳纳米管平行于所述碳纳米管结构121的表面。所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述单壁碳纳米管的直径为0.5纳米～10纳米，双壁碳纳米管的直径为1.0纳米～15纳米，多壁碳纳米管的直径为1.5纳米～50纳米。所述碳纳米管的长度大于50微米。优选地，该碳纳米管的长度为200微米～900微米。该微孔116的尺寸为1纳米～0.5微米。具体地，所述碳纳米管结构121可以包括至少一碳纳米管拉膜或多个平行且间隔设置的碳纳米管线。所述碳纳米管线可以是非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线。

请参阅图3，该碳纳米管拉膜包括多个连续且定向延伸的碳纳米管束。该多个碳纳米管束通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管束包括多个相互平行的碳纳米管，该多个相互平行的碳纳米管通过范德华力紧密结合。该碳纳米管束的直径为10纳米～200纳米，优选的，10纳米～100纳米。该碳纳米管拉膜中的碳纳米管沿同一方向择优取向排列。所述碳纳米管拉膜包括多个微孔。该微孔为一贯穿该碳纳米管拉膜的厚度方向的通孔。该微孔可为孔隙和/或间隙。当所述碳纳米管结构121仅包括单层碳纳米管拉膜时，该碳纳米管拉膜中相邻的碳纳米管片段之间具有间隙，其中，该间隙的尺寸为1纳米～0.5微米。所述碳纳米管拉膜的厚度为0.01微米～100微米。可以理解，在由多层碳纳米管拉膜组成的碳纳米管结构121中，相邻两个碳纳米管拉膜中的碳纳米管的排列方向相同。所述碳纳米管拉膜可以通过拉取一碳纳米管阵列直接获得。所述碳纳米管拉膜的结构及其制备方法请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于2010年5月26日公告的第CN101239712B号中国公告专利“碳纳米管薄膜结构及其制备方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

请参阅图4，该非扭转的碳纳米管线包括多个沿该非扭转的碳纳米管线长度方向排列的碳纳米管。具体地，该非扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行并通过范德华力紧密结合的碳纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该非扭转的碳纳米管线长度不限，直径为0.5纳米～100微米。非扭转的碳纳米管线为将碳纳米管拉膜通过有机溶剂处理得到。具体地，将有机溶剂浸润所述碳纳米管拉膜的整个表面，在挥发性有机溶剂挥发时产生的表面张力的作用下，碳纳米管拉膜中的相互平行的多个碳纳米管通过范德华力紧密结合，从而使碳纳米管拉膜收缩为一非扭转的碳纳米管线。该有机溶剂为挥发性有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本实施例中采用乙醇。通过有机溶剂处理的非扭转的碳纳米管线与未经有机溶剂处理的碳纳米管膜相比，比表面积减小，粘性降低。

所述扭转的碳纳米管线为采用一机械力将所述碳纳米管拉膜两端沿相反方向扭转获得。请参阅图5，该扭转的碳纳米管线包括多个绕该扭转的碳纳米管线轴向螺旋排列的碳纳米管。具体地，该扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行并通过范德华力紧密结合的碳纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该扭转的碳纳米管线长度不限，直径为0.5纳米～100微米。进一步地，可采用一挥发性有机溶剂处理该扭转的碳纳米管线。在挥发性有机溶剂挥发时产生的表面张力的作用下，处理后的扭转的碳纳米管线中相邻的碳纳米管通过范德华力紧密结合，使扭转的碳纳米管线的比表面积减小，密度及强度增大。

所述碳纳米管线状结构及其制备方法请参见范守善等人于2002年9月16日申请的，于2008年8月20日公告的第CN100411979C号中国公告专利“一种碳纳米管绳及其制造方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司，以及于2005年12月16日申请的，于2009年6月17日公告的第CN100500556C号中国公告专利申请“碳纳米管丝及其制作方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

本发明实施例1进一步提供一种产生太赫兹调制波的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S11，提供一太赫兹波源11，并使该太赫兹波源11激发产生太赫兹波；以及

步骤S12，在所述太赫兹波源11的出射面111一侧设置一碳纳米管结构121，使该太赫兹波源11产生的太赫兹波透过该碳纳米管结构121后发射出去，其中，该碳纳米管结构121包括多个沿同一方向定向延伸的碳纳米管。

所述步骤S12中，太赫兹波源11产生的太赫兹波经过所述碳纳米管结构121调制后形成太赫兹偏振波。

本申请发明人研究发现，通过碳纳米管结构121可以调节太赫兹波的穿透率，即，太赫兹波的穿透率随着波数或波长呈波峰波谷交替形状。本实施例中，分别采用1层、2层、3层、4层、5层的碳纳米管拉膜进行测量，多层碳纳米管拉膜的碳纳米管的延伸方向相同，且碳纳米管的延伸方向分别为水平方向和竖直方向。

参见图6，在波数为680～30，波长范围为15微米～300微米的远红外波段，无论碳纳米管的延伸方向是水平方向还是竖直方向，太赫兹波的穿透率随着波数均呈明显的波峰波谷交替形状。而且，当碳纳米管的延伸方向分别为水平方向和竖直方向时，该波峰波谷正好相反。例如，在波数为475～300范围内，当碳纳米管的延伸方向为水平方向时，该穿透率呈波谷形状，而当碳纳米管的延伸方向为竖直方向时，该穿透率呈波峰形状。另外，随着碳纳米管拉膜层数的增加，太赫兹波的穿透率逐渐下降，但随着波数任然呈波峰波谷交替形状。而且，随着碳纳米管拉膜层数的增加，当碳纳米管的延伸方向分别为水平方向和竖直方向时，该波峰波谷的反差也逐渐增大。例如，在波数为475～300范围内，随着碳纳米管拉膜层数的增加，该波峰波谷的反差也明显逐渐增大。

参见图7，在波数为7500～400，波长范围为1.3微米～25微米的中红外波段，无论碳纳米管的延伸方向是水平方向还是竖直方向，太赫兹波的穿透率随着波数也呈一定的波峰波谷交替形状，但与远红外波段相比，波峰波谷交替现象没那么明显。另外，随着碳纳米管拉膜层数的增加，太赫兹波的穿透率逐渐下降。但是波峰波谷交替现象却逐渐加强。例如，采用5层的碳纳米管拉膜时，已经可以看出明显的波峰波谷交替现象。

进一步，本实施例中，分别采用2层和4层的交叉的碳纳米管拉膜进行测量。其中，采用2层碳纳米管拉膜时，2层碳纳米管拉膜的碳纳米管的延伸方向垂直。而采用4层碳纳米管拉膜时，第1和第3层碳纳米管拉膜中的碳纳米管的延伸方向相同，第2和第4层碳纳米管拉膜中的碳纳米管的延伸方向相同，且，第1和第2层碳纳米管拉膜中的碳纳米管的延伸方向垂直。参见图8，在远红外波段，当将2层和4层的交叉的碳纳米管拉膜旋转0度、90度、180度以及270度时，测量结果基本相同，且没有波峰波谷交替现象。由此可见，上述波峰波谷交替现象，是由于碳纳米管结构121中的碳纳米管周期性定向排列伸造成的。由于相邻碳纳米管间的缝隙与太赫兹波的波长相当，太赫兹波透过碳纳米管结构121时发生干涉，因此产生波峰波谷交替现象。该波峰波谷交替现象在宏观上表现为偏振特性。

实施例2

本发明实施例2提供的太赫兹波发射装置10与本发明实施例1提供的太赫兹波发射装置10结构基本相同，其区别在于，所述碳纳米管结构121中沿同一方向定向延伸的碳纳米管的表面包覆有一层预制层。优选地，所述预制层包覆于每个碳纳米管的整个表面。

所述预制层的材料可为金、镍、钛、铁、铝、钛、铬等金属、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化铪等金属氧化物、金属氮化物、或金属硫化物等中的至少一种。可以理解，所述预制层的材料不限于上述列举材料，还可以为二氧化硅等非金属氧化物、碳化硅等非金属碳化物或氮化硅等非金属氮化物等，只要可以物理性的沉积于所述碳纳米管结构121的表面，且将碳纳米管包覆即可。所述物理性的沉积是指所述预制层不与所述碳纳米管结构121发生化学反应，而是通过范德华力与所述碳纳米管结构121紧密结合，并附于所述碳纳米管结构121中碳纳米管的表面。所述预制层的厚度不限，可为3纳米～50纳米。

本实施例中，通过电子束蒸镀法在单层碳纳米管拉膜的表面分别设置三氧化二铝层和金层作为预制层进行测量，其中，预制层厚度分别为15纳米和30纳米，碳纳米管的延伸方向分别为水平方向和竖直方向。

参见图9，在远红外波段，无论碳纳米管的延伸方向是水平方向还是竖直方向，波峰波谷交替现象仍然明显。但是，相对于纯碳纳米管拉膜，包覆三氧化二铝层后，波峰波谷交替现象有所减弱，而包覆金层后，波峰波谷交替现象明显增强。并且，包覆金层后的样品的穿透率在低波数有明显的上升趋势，这个对于纯碳纳米管结构121是没有的。另外，随着金层厚度增加，太赫兹波的穿透率整体下降，但波峰波谷交替现象仍然明显。

参见图10，在中红外波段，包覆金层的单层碳纳米管拉膜比纯的单层碳纳米管拉膜穿透率明显下降，但是波峰波谷交替现象却比纯的单层碳纳米管拉膜明显增强。而包覆三氧化二铝层后的单层碳纳米管拉膜，波峰波谷交替现象几乎消失。

作为典型的金属材料，金对于电磁波能量的吸收主要来源于其载流子电子。这同碳纳米管膜材料是类似的。只不过，由于金的电子数量要远远多于碳纳米管，因此少量金的引入即可对碳纳米管膜的透过率有相当大的影响。从这一点出发，通过金属蒸镀，我们可以有效地调节碳纳米管膜的透过率。通过和金属氧化物的镀膜对比表明，碳纳米管的透过率行为确实同电子相关，称为电子调控。并且通过电子对透过率的调控范围较广，涵盖整个中红外到远红外区间。调控对镀膜厚度不敏感，对材料更加敏感。另外，由于蒸镀的金属层的碳纳米管膜的波峰波谷交替现象显增强，这表明金属层本身也可以产生波峰波谷交替现象。当碳纳米管膜表面蒸镀金属层后，相当于结构相同的碳纳米管膜和金属层分别对太赫兹波透射进行调制和叠加。

实施例3

请参阅图11-12，本发明实施例3提供一种太赫兹波发射装置10A，其包括一太赫兹波源11、一置于该太赫兹波源11的出射面111一侧的调制装置12以及一旋转装置13。

本发明实施例3提供的太赫兹波发射装置10A与本发明实施例1提供的太赫兹波发射装置10结构基本相同，其区别在于，进一步包括一旋转装置13。所述旋转装置13用于旋转所述太赫兹波源11或/和调制装置12，从而调节所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角。所述旋转装置13也可以安装在所述太赫兹波源11上，也可以安装在所述调制装置12上。或者，分别在所述太赫兹波源11和调制装置12上各安装一个旋转装置13。

本实施例中，所述旋转装置13与该支撑框架120连接，用于旋转该支撑框架120，从使所述碳纳米管结构121在其所在平面内旋转。所述旋转装置13至少包括电机以及控制模块。所述碳纳米管结构121旋转角度的精度小于等于5度，优选地，旋转角度的精度为1度。

可以理解，由于太赫兹波实际偏振方向无法事先确定，本实施例定义垂直于地面的方向基准，以碳纳米管延伸方向垂直于地面为0度角。当只有所述碳纳米管结构121旋转时，所述碳纳米管结构121旋转的角度就是所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角。当所述碳纳米管结构121和所述太赫兹波源11同时旋转时，根据所述碳纳米管结构121和所述太赫兹波源11各自旋转的角度即可计算出所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角。例如，当所述碳纳米管结构121和所述太赫兹波源11旋转方向相同时，该夹角为所述碳纳米管结构121和所述太赫兹波源11各自旋转角度的差。当所述碳纳米管结构121和所述太赫兹波源11旋转方向相反时，该夹角为所述碳纳米管结构121和所述太赫兹波源11各自旋转角度的和。

本发明实施例3进一步提供一种产生太赫兹调制波的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S31，提供一太赫兹波源11，并使该太赫兹波源11激发产生太赫兹波；

步骤S32，在所述太赫兹波源11的出射面111一侧设置一碳纳米管结构121，使该太赫兹波源11产生的太赫兹波透过该碳纳米管结构121后发射出去，其中，该碳纳米管结构121包括多个沿同一方向定向延伸的碳纳米管；以及

步骤S33，旋转所述太赫兹波源11或/和调制装置12，从而调节所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角。

本实施例采用单层碳纳米管拉膜进行测量，以碳纳米管延伸方向垂直于地面为0度角起，每隔15度测量一次，一直到180度。参见图13，上述波峰波谷交替现象呈周期性变化。即，随着碳纳米管拉膜旋转，波峰与波谷之间逐渐相互转化。参见图14-15，当碳纳米管拉膜旋转90度之后，波峰变为波谷，波谷变为波峰，且相差90度的两个角度下，波峰波谷呈对称状。参见图16，当碳纳米管拉膜旋转180度之后，波峰波谷形状与0度角的波峰波谷形状相同。

实施例4

请参阅图17，本发明实施例3提供一种太赫兹波发射装置10B，其包括一太赫兹波源11、一置于该太赫兹波源11的出射面111一侧的调制装置12、一真空容器14以及一加热装置15。

本发明实施例4提供的太赫兹波发射装置10B与本发明实施例1提供的太赫兹波发射装置10结构基本相同，其区别在于，进一步包括真空容器14和加热装置15。所述加热装置15用于加热所述碳纳米管结构121。所述调制装置12设置于所述真空容器14内，用于保护所述调制装置12的碳纳米管结构121，以防止该碳纳米管结构121被加热后氧化。尤其，当所述碳纳米管结构121表面包覆金属层后，加热时金属层很容易形成金属氧化物。可以理解，由于碳纳米管结构121设置于真空容器14内，所述加热装置15可以为设置于所述真空容器14内的专门电加热装置，也可以设置于真空容器14外的光加热装置，例如激光加热。优选地，通过对该碳纳米管结构121施加电压来实现加热，而不引入碳纳米管结构121以外的其他加热装置。因为其他加热装置与碳纳米管结构121之间的热交换主要通过热辐射进行，而热辐射会引入其他电磁波，从而对太赫兹波的调节形成干扰。

所述真空容器14采用太赫兹波可以穿透的材料制备，例如玻璃或透明树脂。所述真空容器14的真空度要求不高，只要压强低于100帕即可。可以理解，。所述真空容器14内也可以填充惰性气体。

本实施例中，所述加热装置15包括一第一电极151、一第二电极152以及一电源153。所述第一电极151与第二电极152间隔设置，且分别与所述电源153电连接。所述第一电极151或第二电极152为金属层或金属片。所述第一电极151与第二电极152固定于所述支撑框架120上，且与所述碳纳米管结构121电连接。所述碳纳米管结构121夹持在所述支撑框架120与所述第一电极151或第二电极152之间。所述电源153可以为交流电源或直流电源。当通过所述第一电极151和第二电极152向所述碳纳米管结构121施加电压时，所述碳纳米管结构121会自身发热。

请参阅图18-19，具体地，所述碳纳米管结构121的长度大于所述支撑框架120在长度方向的尺寸。所述碳纳米管结构121设置于所述支撑框架120的一表面，且两端分别弯折后设置于所述支撑框架120的背面。所述第一电极151或第二电极152均为金属环，套设于所述支撑框架120上，从而使得所述支撑框架120正面和背面的碳纳米管结构121均夹持在所述支撑框架120与所述第一电极151或第二电极152之间。

可以理解，本实施例中，所述碳纳米管结构121同时作为加热元件使用。在另一个实施例中，所述加热装置15可以包括专门的加热元件。例如，请参阅图20，所述加热装置15包括一太赫兹波可以穿透的加热膜154，该加热膜154设置于该真空容器14的内壁上且于该所述第一电极151和第二电极152电连接。所述加热膜154与所述碳纳米管结构121间隔设置。所述加热膜154的材料可以为ITO。

本发明实施例4进一步提供一种产生太赫兹调制波的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S41，提供一太赫兹波源11，并使该太赫兹波源11激发产生太赫兹波；

步骤S42，在所述太赫兹波源11的出射面111一侧设置一碳纳米管结构121，使该太赫兹波源11产生的太赫兹波透过该碳纳米管结构121后发射出去，其中，该碳纳米管结构121包括多个沿同一方向定向延伸的碳纳米管；以及

步骤S43，加热所述碳纳米管结构121。

所述步骤S43中，加热所述碳纳米管结构121的过程还可以包括改变所述碳纳米管结构121的温度。本实施例中，通过向所述碳纳米管结构121沿着碳纳米管延伸方向的两端施加电压加热所述碳纳米管结构121。所述施加的电压范围为0V～200V。进一步，向所述碳纳米管结构121沿着碳纳米管延伸方向的两端施加的电压可以为恒压也可以为变化的电压。

本实施例的第1次测试中，采用单层碳纳米管拉膜进行测量，碳纳米管的延伸方向分别为水平和竖直，施加电压分别为0V、30V、60V以及90V。参见图21，在靠近中红外波段，随着电压增大，太赫兹波的穿透率在逐渐下降，而在靠近远红外波段，其穿透率则是剧烈下降。波峰波谷交替现象仍然保留，但不明显。

本实施例的第2次测试中，采用单层碳纳米管拉膜进行测量，碳纳米管的延伸方向分别为水平和竖直，施加电压分别为0V、20V、40V、60V、80V以及100V。参见图22，随着电压增大，远红外波段的穿透率急剧下降，而且可以明显看出波峰波谷交替现象。另外，随着电压增大波峰波谷交替现象呈放大趋势，一些在无电压下很弱或者看不出的特征，在高电压下趋于明显。例如，在波数为150，250以及600处附近的波峰和波谷均随着电压增大而变得更加明显。

本实施例的第3次测试中，采用双层碳纳米管拉膜进行测量，其他参数与第2次测试相同。参见图23，采用双层碳纳米管拉膜的测量结果与采用单层碳纳米管拉膜的测量结果基本相同。

可以理解，碳纳米管和传统的金属与半导体材料的一个重要区别，在于碳纳米管的声子行为。作为一种准粒子，声子在碳纳米管的导热中起了非常重要的作用。由于电子的热容量和声子远不是一个数量级，碳纳米管高热导低热容的性质基本上来自于声子贡献。由于电子的热容量极低，而碳纳米管导热并非依赖于电子，而是声子，因此，此时碳纳米管的透过率降低主要是由于声子调控，而与电子并没有直接关系。

结合实施例2可知，镀金属膜对于碳纳米管透过率的影响是涵盖中红外和远红外波段的，而加热主要影响的是远红外波段。这表明了加热手段对碳纳米管的影响的确从机理上同镀金属膜不同。无论是半导体类型还是金属类型，碳纳米管的化学键的能量较高。远红外波段以晶格本身振动为代表的声子等为主要运动模式，其能量相对较低，主要在远红外范围。这从声子谱的研究对照中可以得到验证。

实施例5

请参阅图24，本发明实施例5提供一种太赫兹波发射装置10C，其包括一太赫兹波源11、一置于该太赫兹波源11的出射面111一侧的调制装置12、一旋转装置13、一真空容器14以及一加热装置15。

本发明实施例5提供的太赫兹波发射装置10C与本发明实施例1提供的太赫兹波发射装置10结构基本相同，其区别在于，进一步包括旋转装置13、真空容器14以及一加热装置15。可以理解，本发明实施例5提供的太赫兹波发射装置10C为实施例3和实施例4的技术方案的结合。具体地，所述旋转装置13与所述太赫兹波源11连接，从而使该太赫兹波源11旋转。

实施例6

请参阅图25，本发明实施例6提供一种太赫兹波通讯装置10D，其包括一太赫兹波源11、一置于该太赫兹波源11的出射面111一侧的调制装置12、一旋转装置13、一太赫兹波接收装置16、一解密装置17以及一加密装置18。所述太赫兹波源11发射太赫兹波，所述调制装置12对所述太赫兹波进行调制，所述加密装置18通过所述旋转装置13对所述太赫兹波进行加密。所述太赫兹波接收装置16用于接收太赫兹波，并将该太赫兹波的数据发送给所述解密装置17。所述解密装置17对接收到的太赫兹波的数据进行解密。

参见图13可见，当所述旋转装置13按照一定规律旋转所述碳纳米管结构121时，所述太赫兹波的穿透率按照一定规律变化。因此，所述旋转装置13的旋转规律与所述太赫兹波的穿透率变化规律对应。当采用所述旋转装置13的旋转规律代表不同的信号时，通过计算接收到的太赫兹波的穿透率变化规律，即可获得该太赫兹波所传递的信号。所述旋转装置13的旋转规律可以根据需要设计，例如，旋转角等间隔从小到大，旋转角等间隔从大到小，或旋转角不等间隔变化。总之，只要有一定规律即可。规律越复杂，保密性越好。所述加密装置18与所述旋转装置13连接，为所述旋转装置13的控制电脑。

参见实施例3可知，所述旋转装置13的作用为调节所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角，因此，也可以将所述旋转装置13设置于所述太赫兹波源11上。所述太赫兹波的穿透率变化规律与所述夹角的变化规律对应。

所述太赫兹波接收装置16可以为太赫兹波强度检测装置，以获得接收到的太赫兹波的强度数据，并将该强度数据发送给所述解密装置17。

请参阅图26，所述解密装置17为一计算机，其包括一控制模块171、一计算模块172、一比较模块173、一通讯模块174以及一存储模块175。所述控制模块171控制整个解密装置17的运行。所述通讯模块174用于与所述太赫兹波接收装置16之间进行通讯，以获取所述太赫兹波接收装置16接收到的太赫兹波的强度数据。所述存储模块175内部存储有所述太赫兹波源11发射的太赫兹波的原始强度数据，以及密码本。所述密码本包括所述太赫兹波的穿透率变化规律与其传递的信号之间的对应关系。所述计算模块172根据所述接收到的太赫兹波的强度数据和存储的太赫兹波的原始强度数据可以计算出太赫兹波的穿透率。所述比较模块173根据计算出的太赫兹波的穿透率变化规律和密码本确定其传递的信号。

本发明实施例6进一步提供一种采用太赫兹调制波进行通讯的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S61，提供一太赫兹波源11，并使该太赫兹波源11激发产生太赫兹波；

步骤S62，在所述太赫兹波源11的出射面111一侧设置一碳纳米管结构121，使该太赫兹波源11产生的太赫兹波透过该碳纳米管结构121后形成太赫兹调制波发射出去，其中，该碳纳米管结构121包括多个沿同一方向定向延伸的碳纳米管；

步骤S63，通过有规律地改变所述碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角，对所述太赫兹调制波进行加密；

步骤S64，采用一太赫兹波接收装置16接收加密后的太赫兹调制波，并计算所述太赫兹波的穿透率；以及

步骤S65，根据所述太赫兹波的穿透率变化规律对该加密后的太赫兹调制波进行解密。

由于太赫兹波在远红外波段比在中红外波段的波峰波谷交替现象更为明显，本实施例优选采用波长范围为15微米～300微米的太赫兹波进行通讯。由于太赫兹波的检测和调制比较困难，因此，本发明采用太赫兹波的通讯方法更为安全。

实施例7

请参阅图27，本发明实施例7提供一种太赫兹波通讯装置10E，其包括一太赫兹波源11、一置于该太赫兹波源11的出射面111一侧的调制装置12、一真空容器14、一加热装置15、一太赫兹波接收装置16、一解密装置17以及一加密装置18。所述太赫兹波源11发射太赫兹波，所述调制装置12对所述太赫兹波进行调制，所述加密装置18通过所述加热装置15对所述太赫兹波进行加密。所述太赫兹波接收装置16用于接收太赫兹波，并将该太赫兹波的数据发送给所述解密装置17。所述解密装置17对接收到的太赫兹波的数据进行解密。

本发明实施例7提供的太赫兹波的通讯装置10E与本发明实施例6提供的太赫兹波的通讯装置10D结构基本相同，其区别在于，本发明实施例7采用所述加热装置15对所述太赫兹波进行加密。

参见图21-23，随着温度升高，太赫兹波的穿透率逐渐下降，而且可以明显看出波峰波谷交替现象。另外，随着温度升高波峰波谷交替现象呈放大趋势，一些在无电压下很弱或者看不出的特征，在高电压下趋于明显。也就是说，所述太赫兹波的穿透率与所述碳纳米管结构121的温度具有对应关系。只要有规律的加热所述碳纳米管结构121，所述太赫兹波的穿透率也会按照一定规律变化。因此，通过有规律的加热所述碳纳米管结构121，即可对所述太赫兹波进行加密。

由于所述碳纳米管结构121的温度与所述加热装置15的工作参数，例如功率或电压有关，只要有规律的调节所述加热装置15的工作参数，即可对所述太赫兹波进行加密。本实施例中，采用焦耳热原理加热所述碳纳米管结构121，加热温度与施加的电压有关，因此，只要有规律的调节施加的电压，即可对所述太赫兹波进行加密。

另外，也可以在所述真空容器14内设置一温度传感器(图未示)，通过该温度传感器获得所述碳纳米管结构121的温度，从而通过所述加热装置15有规律的调节所述碳纳米管结构121的温度。所述加热温度低于500摄氏度。优选地，在大气中所述加热温度低于350摄氏度，以防止所述碳纳米管结构121被氧化。

本发明实施例7进一步提供一种采用太赫兹调制波进行通讯的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S71，提供一太赫兹波源11，并使该太赫兹波源11激发产生太赫兹波；

步骤S72，在所述太赫兹波源11的出射面111一侧设置一碳纳米管结构121，使该太赫兹波源11产生的太赫兹波透过该碳纳米管结构121后形成太赫兹调制波发射出去，其中，该碳纳米管结构121包括多个沿同一方向定向延伸的碳纳米管；

步骤S73，通过有规律地加热所述碳纳米管结构121，对所述太赫兹调制波进行加密；

步骤S74，采用一太赫兹波接收装置16接收加密后的太赫兹调制波，并计算所述太赫兹波的穿透率；以及

步骤S75，根据所述太赫兹波的穿透率变化规律对该加密后的太赫兹调制波进行解密。

实施例8

请参阅图28，本发明实施例8提供一种太赫兹波通讯装置10F，其包括一太赫兹波源11、一置于该太赫兹波源11的出射面111一侧的调制装置12、一旋转装置13、一真空容器14、一加热装置15、一太赫兹波接收装置16、一解密装置17以及一加密装置18。

所述加密装置18分别与所述旋转装置13和加热装置15连接，通过所述旋转装置13和加热装置15对所述太赫兹波进行加密。本发明实施例8的太赫兹波通讯装置10F实际为实施例6和7的技术方案的结合。可以理解，本实施例中，所述太赫兹波的穿透率的变化规律为实施例6和7中所述太赫兹波的穿透率的变化规律的叠加。由于将两个不同的变化规律的叠加，进一步提高了通讯的安全性。

本发明实施例8进一步提供一种采用太赫兹调制波进行通讯的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S81，提供一太赫兹波源11，并使该太赫兹波源11激发产生太赫兹波；

步骤S82，在所述太赫兹波源11的出射面111一侧设置一碳纳米管结构121，使该太赫兹波源11产生的太赫兹波透过该碳纳米管结构121后形成太赫兹调制波发射出去，其中，该碳纳米管结构121包括多个沿同一方向定向延伸的碳纳米管；

步骤S83，通过同时有规律地加热所述碳纳米管结构121和有规律地改变所述碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角，对所述太赫兹调制波进行加密；

步骤S84，采用一太赫兹波接收装置16接收加密后的太赫兹调制波，并计算所述太赫兹波的穿透率；以及

步骤S85，根据所述太赫兹波的穿透率变化规律对该加密后的太赫兹调制波进行解密。

实施例9

请参阅图29，本发明实施例9提供一种太赫兹波通讯装置10G，其包括一太赫兹波源11、一置于该太赫兹波源11的出射面111一侧的调制装置12、一太赫兹波接收装置16、一解密装置17以及一加密装置18。所述太赫兹波源11发射太赫兹波，所述调制装置12对所述太赫兹波进行调制，所述加密装置18与所述太赫兹波源11连接，用于对所述太赫兹波进行加密。所述太赫兹波接收装置16用于接收太赫兹波，并将该太赫兹波的数据发送给所述解密装置17。所述解密装置17对接收到的太赫兹波的数据进行解密。

本发明实施例9提供的太赫兹波的通讯装置10G与本发明实施例6或7提供的太赫兹波的通讯装置10D、10E结构基本相同，其区别在于，本发明实施例9，采用加密装置18直接控制所述太赫兹波源11，从而对所述太赫兹波进行加密。因此，本发明实施例9可以省略所述加热装置15和所述旋转装置13。可以理解，本发明实施例9也可以进一步包括所述加热装置15和/或所述旋转装置13，从而通过将两个或三个不同的变化规律的叠加，进一步提高了通讯的安全性。

具体地，本实施例中，通过控制所述太赫兹波源11发射的太赫兹波的波长范围随时间的规律实现对太赫兹波的加密。参见图6可见，在波长范围为15微米～300微米的远红外波段，太赫兹波的穿透率呈波峰波谷交替现象，而且，相邻的波峰或波谷的波形均不相同。例如，当单层碳纳米管膜水平设置时，四个波峰分别对应波数范围为：600～525、475～300、250～200、150～60，而三个波谷分别对应波数范围为：525～475、300～250、200～150。采用不同的波峰或波谷代表不同的符号，可以得到7个不同的符号，例如数字1、2、3、4、5、6、7。只要按着时间间隔有规律的将这些波峰或波谷组合，就可以实现对太赫兹波的加密。例如，以每5秒为一个时间段，每个时间段内发送其中一个波峰或波谷，在1分钟内，就可以得到20个有规律的波峰或波谷，例如20个1～7之间的数字。可以理解，当把单层碳纳米管膜垂直设置时的波峰或波谷也算上，相当于在波长范围为15微米～300微米的远红外波段，可以获得14个波峰或波谷，即，14个不同的符号。

本发明实施例9进一步提供一种采用太赫兹调制波进行通讯的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S91，提供一太赫兹波源11，并使该太赫兹波源11激发产生太赫兹波；

步骤S92，在所述太赫兹波源11的出射面111一侧设置一碳纳米管结构121，使该太赫兹波源11产生的太赫兹波透过该碳纳米管结构121后形成太赫兹调制波发射出去，其中，该碳纳米管结构121包括多个沿同一方向定向延伸的碳纳米管；

步骤S93，通过控制所述太赫兹波源11发射的太赫兹波的波长范围随时间的规律，对所述太赫兹调制波进行加密；

步骤S94，采用一太赫兹波接收装置16接收加密后的太赫兹调制波，并计算所述太赫兹波的穿透率；以及

步骤S95，根据所述太赫兹波的穿透率变化规律对该加密后的太赫兹调制波进行解密。

实施例10

请参阅图30，本发明实施例10提供一种太赫兹波波长检测装置10H，其包括一太赫兹波接收装置16、一调制装置12、一与该调制装置12连接的移动装置20，以及一与该太赫兹波接收装置16连接的计算机19。

所述移动装置20用于控制所述调制装置12，使该调制装置12可以设置于该太赫兹波接收装置16的入射面161上，或偏离该入射面161。所述移动装置20可以为抽拉装置或旋转装置。当所述调制装置12设置于该太赫兹波接收装置16的入射面161上时，所述碳纳米管结构121可以与所述入射面161接触设置或间隔一定距离设置，只要确保被检测的太赫兹波只能在透过所述碳纳米管结构121之后才能从入射面161进入该太赫兹波接收装置16即可。当所述调制装置12偏离该入射面161，被检测的太赫兹波可以直接从入射面161进入该太赫兹波接收装置16。此时，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波的第一强度数据，并将该第一强度数据发送给所述计算机19。当所述调制装置12设置于该太赫兹波接收装置16的入射面161上时，被检测的太赫兹波只能在透过所述碳纳米管结构121之后才能从入射面161进入该太赫兹波接收装置16。此时，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波的第二强度数据，并将该第二强度数据发送给所述计算机19。

请参阅图31，所述计算机19包括一控制模块191、一计算模块192、一比较模块193、一通讯模块194以及一存储模块195。所述控制模块191控制整个计算机19的运行。所述通讯模块194用于与所述太赫兹波接收装置16之间进行通讯，以获取所述太赫兹波接收装置16接收到的太赫兹波的强度数据。所述存储模块195内部存储有如图6-7所示的太赫兹波穿透率与波数的关系数据。所述计算模块192根据该第二强度数据和第一强度数据可以计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线。所述比较模块193通过将穿透率曲线与图6-7的数据进行比对，即可获得该被检测的太赫兹波的波长范围。由图6可见，不同波长范围的太赫兹波对应不同的穿透率曲线。该对应关系在远红外波段尤其明显。因此，所述计算机19通过将被检测的太赫兹波的穿透率曲线与图6-7的数据进行比对，即可获得该被检测的太赫兹波的波长范围。

本发明实施例10进一步提供一种太赫兹波波长检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤S101，使被检测的太赫兹波直接入射在该太赫兹波接收装置16上，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波的第一强度数据；

步骤S102，使被检测的太赫兹波透过所述碳纳米管结构121之后入射在该太赫兹波接收装置16上，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波的第二强度数据；

步骤S103，根据该第二强度数据和第一强度数据计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线；以及

步骤S104，通过将穿透率曲线一标准数据进行比对，获得该被检测的太赫兹波的波长范围，其中，该标准数据包括太赫兹波对所述碳纳米管结构121的穿透率与波长的关系。

实施例11

请参阅图32，本发明实施例11提供一种太赫兹波波长检测装置10I，其包括一太赫兹波接收装置16、一调制装置12、一与该调制装置12连接的旋转装置13，一与该调制装置12连接的移动装置20，以及一与该太赫兹波接收装置16连接的计算机19。

本发明实施例11提供的太赫兹波波长检测装置10I与本发明实施例10提供的太赫兹波波长检测装置10H结构基本相同，其区别在于，进一步包括一旋转装置13。所述旋转装置13用于控制所述调制装置12，使该调制装置12可以在所述碳纳米管结构121所在的平面内旋转，从而改变所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角。此时，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波在的不同夹角下的第三强度数据。所述旋转装置13与所述计算机19之间有线或无线连接，使得所述计算机19可以获取所述旋转装置13的旋转角度。

所述存储模块195内部进一步存储有如图13所示的太赫兹波穿透率与波数以及所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角的关系数据。所述计算模块192根据该第三强度数据、第一强度数据以及所述旋转装置13的旋转角度可以计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线与所述旋转装置13的旋转角度的对应关系。所述比较模块193通过将穿透率曲线与所述旋转装置13的旋转角度的对应关系与图13的数据进行比对，即可获得该被检测的太赫兹波的波长范围。

本发明实施例11进一步提供一种太赫兹波波长检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤S111，使被检测的太赫兹波直接入射在该太赫兹波接收装置16上，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波的第一强度数据；

步骤S112，使被检测的太赫兹波透过所述碳纳米管结构121之后入射在该太赫兹波接收装置16上，同时改变所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波在的不同夹角下的第三强度数据；

步骤S113，根据该第三强度数据、第一强度数据以及所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线与所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角的关系图；以及

步骤S114，通过将穿透率曲线与所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角的关系与一标准数据进行比对，获得该被检测的太赫兹波的波长范围，其中，该标准数据包括太赫兹波对所述碳纳米管结构121的穿透率与波长以及所述碳纳米管结构121中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角的关系。

实施例12

请参阅图33，本发明实施例12提供一种太赫兹波波长检测装置10I，其包括一太赫兹波接收装置16、一调制装置12、一真空容器14、一加热装置15，一与该调制装置12连接的移动装置20，以及一与该太赫兹波接收装置16连接的计算机19。

本发明实施例12提供的太赫兹波波长检测装置10I与本发明实施例10提供的太赫兹波波长检测装置10H结构基本相同，其区别在于，进一步包括该真空容器14以及加热装置15。所述加热装置15用于加热所述碳纳米管结构121，从而改变所述碳纳米管结构121的温度。此时，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波在的不同温度下的第四强度数据。所述加热装置15与所述计算机19之间有线或无线连接，使得所述计算机19可以获取所述加热装置15的加热电压。

所述存储模块195内部进一步存储有如图21-23所示的太赫兹波穿透率与波数以及所述加热装置15的加热电压(所述碳纳米管结构121的温度)的关系数据。所述计算模块192根据该第四强度数据、第一强度数据以及所述加热装置15的加热电压(所述碳纳米管结构121的温度)可以计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线与所述加热装置15的加热电压(所述碳纳米管结构121的温度)的对应关系。所述比较模块193通过将穿透率曲线与所述加热装置15的加热电压(所述碳纳米管结构121的温度)的对应关系与图21-23的数据进行比对，即可获得该被检测的太赫兹波的波长范围。

可以理解，采用专门加热装置15时，需要一温度感测器(图未示)，所述碳纳米管结构121和温度感测器设置于该真空容器14内，所述加热装置15用于加热该碳纳米管结构121，从而改变所述碳纳米管结构121的温度。所述存储模块195内部存储有太赫兹波对该碳纳米管结构121的穿透率与波数以及所述碳纳米管结构121的温度的关系数据作为标准数据。

本发明实施例12进一步提供一种太赫兹波波长检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤S121，使被检测的太赫兹波直接入射在该太赫兹波接收装置16上，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波的第一强度数据；

步骤S122，使被检测的太赫兹波透过所述碳纳米管结构121之后入射在该太赫兹波接收装置16上，同时加热改变所述碳纳米管结构121的温度，所述太赫兹波接收装置16检测到所述被检测的太赫兹波在的不同温度下的第四强度数据；

步骤S123，根据该第四强度数据、第一强度数据以及所述碳纳米管结构121的温度计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线与所述碳纳米管结构121的温度的关系图；以及

步骤S124，通过将穿透率曲线与所述碳纳米管结构121的温度的关系与一标准数据进行比对，获得该被检测的太赫兹波的波长范围，其中，该标准数据包括太赫兹波对所述碳纳米管结构121的穿透率与波长以及所述碳纳米管结构121的温度的关系。

实施例13

请参阅图34，本发明实施例13提供一种太赫兹波波长检测装置10J，其包括一太赫兹波接收装置16、一调制装置12、一旋转装置13、一真空容器14、一加热装置15，一与该调制装置12连接的移动装置20，以及一与该太赫兹波接收装置16连接的计算机19。

本发明实施例13提供的太赫兹波波长检测装置10J与本发明实施例10提供的太赫兹波波长检测装置10H结构基本相同，其区别在于，进一步包括该旋转装置13、真空容器14以及加热装置15。

可以理解，本发明实施例13提供的太赫兹波波长检测装置10J整合了本发明实施例10-12的所有技术方案。本发明实施例13提供的太赫兹波波长检测装置10J的工作方法可以为本发明实施例10-12的工作方法中的任意一种。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种太赫兹波波长检测方法，其包括以下步骤：

使被检测的太赫兹波直接入射在一太赫兹波接收装置上，所述太赫兹波接收装置检测到所述被检测的太赫兹波的第一强度数据；

使被检测的太赫兹波透过一碳纳米管结构之后入射在该太赫兹波接收装置上，所述太赫兹波接收装置检测到所述被检测的太赫兹波的第二强度数据，其中，所述碳纳米管结构包括沿同一方向定向延伸的多个碳纳米管；

根据该第二强度数据和第一强度数据计算出被检测的太赫兹波的穿透率曲线；以及

通过将穿透率曲线与一标准数据进行比对，获得该被检测的太赫兹波的波长范围，其中，该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数的关系数据。

2.如权利要求1所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述碳纳米管结构包括一碳纳米管膜，所述碳纳米管膜包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管束，每一碳纳米管束包括多个相互平行的碳纳米管。

3.如权利要求1所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述多个碳纳米管的表面包覆有金属导电层。

4.如权利要求1所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述碳纳米管结构的边缘固定于一支撑框架上，中间部分通过该支撑框架悬空设置。

5.如权利要求1所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述使被检测的太赫兹波透过碳纳米管结构的同时进一步包括：改变所述碳纳米管结构中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角；该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数以及所述碳纳米管结构中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角的关系数据。

6.如权利要求5所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述改变碳纳米管结构中碳纳米管的延伸方向与太赫兹波偏振方向的夹角的方法为旋转所述碳纳米管结构。

7.如权利要求1所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述使被检测的太赫兹波透过碳纳米管结构的同时进一步包括：加热该碳纳米管结构，以及测量所述碳纳米管结构的温度；该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数以及所述碳纳米管结构的温度的关系数据。

8.如权利要求1所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述使被检测的太赫兹波透过碳纳米管结构的同时进一步包括：向所述碳纳米管结构两端施加电压；该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数以及向所述碳纳米管结构施加的电压的关系数据。

9.如权利要求1所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述使被检测的太赫兹波透过碳纳米管结构的同时进一步包括：旋转和加热该碳纳米管结构；该标准数据包括太赫兹波对该碳纳米管结构的穿透率与波数以及所述碳纳米管结构的温度和旋转角度的关系数据。

10.如权利要求7-9中任意一项所述的太赫兹波波长检测方法，其特征在于，所述碳纳米管结构悬空设置于一真空容器中。

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