一种产生太赫兹连续波(0.1～1t)的装置及产生方法
【专利摘要】一种产生太赫兹连续波(0.1T～1T)的装置及产生方法，产生太赫兹连续波(0.1T～1T)的装置包括微波发生器l，一级变换器2，内反射器3，二级变换器4和太赫兹连续波约束腔5。太赫兹连续波(0.1T～1T)的产生方法为：开启微波发生器1后，微波在一级变换器2金属编织导电网表面产生感应电流，感应电流在经过金属编织导电网的每个交叉点时会有一瞬间的凸起和下凹运动，这一运动过程中会发射一个至无数个太赫兹连续波的光子，内反射3的作用是通过反射把未转换的微波送回一级变换器2继续进行转换，二级变换器4的作用是将跑出内反射器3的残留微波及其它形式的电磁波进一步转换成太赫兹连续波，太赫兹连续波约束腔5的作用是约束太赫兹连续波在一个腔体内达到最大的浓度和通过可开启门向外输出。
【专利说明】—种产生太赫兹连续波(0.1~1T)的装置及产生方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太赫兹连续波(0.1T~1T)功率发生器的新技术，具体指一种新的太赫兹连续波产生方法。
【背景技术】
[0002]太赫兹连续波(0.1T~1T)在生物、农业、医学、物理等领域都有着广泛的应用，但是目前没有功率大、价格低的产生装置，目前有的多数是频率单一的脉冲式太赫兹波功率发生器，功率小而且价格昂贵，如以下几种方法:
[0003]?通过超短脉冲强激光聚焦，打在平行导电板的间隙(0.1T~1T)中使空气电离，并且使离子电荷和电子电荷形成巨大密度差，产生电磁瞬变从而幅射出太赫兹波，频率约数T，平均功率约微瓦。
[0004]?通过加热带有微孔结构和一定离子导电性质的陨石、沸石，红外线会激发一些微孔形成电磁振盈而辐射出频率为(0.1T~1T)的连续太赫兹波，但功率很小。
[0005]?通过电磁感应加速器加速自由电子到一定高能量，进入电磁振荡腔产生稳态电磁振荡，并发射出单一频率的太赫兹波脉冲，脉冲功率为数瓦，平均功率约毫瓦。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提出一种产生太赫兹连续波(0.1T~1T)的装置及产生方法，包括微波发生器1，一级变换器2，内反射器3，二级变换器4和太赫兹连续波约束腔5。
[0007]所述微波发生器I可产生频率为数百MHz和数GHz，功率为数百W至数十KW的微波。
[0008]所述一级变换器2由数层至数十层非铁磁性金属编织导电网组成，其一侧为输入端，紧靠微波发生器I的微波发射口，另一侧为输出端，开放于所述约束腔5内，其作用是将微波转换成太赫兹连续波。
[0009]所述内反射器3由3毫米至数毫米厚绝缘介质贴近包住一级变换器2，其作用是通过反射把未转换的微波送回一级变换器2继续进行转换。
[0010]所述二级变换器4由一层至数层非铁磁性金属编织导电网组成，其作用是将跑出内反射器3的残留微波和其它形式的电磁波进一步转换成太赫兹连续波。
[0011]所述太赫兹连续波约束腔5为外壳为铁磁材料制成的封闭腔体，其作用是约束太赫兹连续波在一个封闭腔体内。
[0012]微波发生器产 生的微波通过非铁磁性金属编织网变换器后变换成太赫兹连续波(0.1T~1T)，下面有一个初步的计算:假设2.45G微波在编织导体网2.5厘米范围内产生表面(XY平面)产生感应电流密度j，在一个周期内它一共走了 2.5厘米X 2=5厘米，对100目编织导体网而言，每个网孔约0.17mm，即在网眼的节点的Z方向上会有一个凹凸，若在一个周期中表面电流j 一共走过多少个凹凸+0.017=294，这时表面电流在每一个凹凸运动过程中发出太赫兹波的频率为2.45GX 294=7206=0.72T (这里2.45G的微波的波长约是10厘米，它的感应电流j在编织导体网表面一个周期走的距离约是波长一半即5厘米)。
[0013]因为编织导体网上表面感应电流密度j受周围环境方向的影响，在一个周期内它经过的范围是不确定的，因此，变换器发出太赫兹波的频率在某个范围中是连续变化的。
[0014]本发明的一种产生太赫兹连续波(0.1T?1T)的装置及产生方法，其工艺是:
[0015]开启微波发生器1，打开约束腔5的开启门，即可直接输出太赫兹连续波(0.1T?1T)。
[0016]或打开约束腔5的开启门，放入要处理的样品后再关上约束腔5的开启门，间隙式开启微波发生器1，对样品进行太赫兹波处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]现结合一实施例及其附图对本发明作进一步说明。
[0019]图1是本发明的一种产生太赫兹连续波(0.1?1T)的装置及产生方法的一个实施例的结构示意图，图2是输出被测量的结果:太赫兹波的频率范围(中心频率f=(波数/cm) X (3 X 110)) ο
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]本发明的一种产生太赫兹连续波(0.1T?1T)的装置及产生方法，其一个实施例如I所示。该装置包括微波发生器1，一级变换器2，内反射器3，二级变换器4和太赫兹连续波约束腔5。
[0022]所述微波发生器I可产生频率为数百MHz和数GHz，功率为数百W至数十KW的微波。小型装置可采用800W磁控微波管。
[0023]所述一级变换器2由数层至数十层非铁磁性金属编织导电网组成，其一侧为输入端，紧靠微波发生器I的微波发射口，另一侧为输出端，开放于所述约束腔5内，所述编织导电网由相互平行的2-30层非铁磁性导电金属编织网组成。金属编织网采用网孔在80-150目之间的金属丝编织网，每二层丝网之间相距0.2-3.0cm。金属丝网间用相同材料支架连接成一框架，所述框架的四面用所述非铁磁性导电金属编织网包覆，并与所述支架连接。该一级变换器的作用是微波在一级变换器2金属编织导电网表面产生感应电流，感应电流在经过金属编织导电网的每个交叉点上会有一瞬时的凸起和下凹运动，在这一过程中会发射一个至无数个太赫兹连续波的光子。
[0024]所述内反射器3的作用是通过反射把未转换的微波送回一级变换器2继续进行转换。
[0025]所述二级变换器4的作用是将跑出内反射器3的残留微波和其它形式的电磁波进一步转换成太赫兹连续波。
[0026]所述太赫兹连续波约束腔5的作用是约束太赫兹连续波在一个腔体内达到最大的浓度和通过可开启门向外输出。
[0027]实施例2
[0028]开启微波发生器1，打开约束腔5的开启门，即可直接输出太赫兹连续波，经过2cm厚的水衰减后直接进入远红外光谱分析仪进行测定，得出频率约在300G-900G，中心频率在600G(相比较而言，80°C温水所发生的远红外光频率为2400G)，其图谱如图2。
[0029]实施例3
[0030]开启微波发生器1，打开约束腔5的开启门，放入烧杯，在烧杯内有200ml水，再关上约束腔的开启门，工作一个周期(工作30秒，休息30秒……一共6次)，测出水温上升约
5。。。
[0031]开启微波发生器1，打开约束腔5的开启门，放入圆柱形腔体，该腔体上下、四周都包围了平面磁性铁网孔(Φ 2_左右)，不让微波进入，同时只允许太赫兹波进入，在圆柱形腔体内再放入盛有200ml水的烧杯，再关上约束腔的开启门，工作一个周期(工作30秒，休息30秒……一共6次)，测出水温上升约1°C。
[0032]由此可知，本发明的一种产生太赫磁连续波的装置所产生的太赫兹连续波约占总输出能量的10%左右。
[0033]实施例4
[0034]太赫兹波对灵芝等菌类生长的影响
[0035]太赫兹波称为THz射线，是频率在0.1THz到1THz范围的电磁波，介于微波与红外之间。由于生物大分子的振动和转动频率均在太赫兹波段，因此太赫兹波在优良粮食种子、菌种的选择等方面效果显著。
[0036]实验方法:灵芝、黑木耳和猴头菇三个品种各选一袋，共3袋接受THz照射，每次照射30秒再休息30秒为一个周期，共6个周期，每次照射升温不超过30°C，照射后放在室内室温环境生长。另外3袋不作处理为对照组，也放在室内室温环境生长。
[0037]实验结果一:
【权利要求】
1.一种产生太赫兹连续波(0.1T?1T)的装置包括:微波发生器(I)，一级变换器(2)，内反射器(3)，二级变换器(4)和太赫兹连续波约束腔(5)。所述微波发生器(I)可产生频率为数百MHz和数GHz，功率为数百W至数十KW的微波，所述约束腔(5)为外壳由铁磁材料制成的带有可开启门的封闭腔体，在该腔体内设有一个一级变换器(2)，一个内反射器(3)和一个二级变换器(4)，约束腔(5)的作用是将太赫兹连续波约束并防止外泄。 装置中有一将微波变换为太赫兹连续波的一级变换器(2)，该一级变换器(2)由数层至数十层非铁磁性金属编织导电网组成，其一侧为输入端，紧靠微波发生器(I)的微波发射口，另一侧为输出端，开放于所述约束腔(5)内。 所述非铁磁性金属编织导电网用相同材料支架连结成一框架，所述框架的四面用所述非铁磁性金属编织导电网包覆，并与所述支架连接。 装置中有一内反射器(3)由3毫米至数毫米厚的绝缘介质贴近包住变换器(2)。 装置中有二级变换器(4)，该二级变换器(4)由一层至数层非铁磁性金属编织导电网组成，其每层非铁磁性金属编织导电网的一侧有一层I毫米至数毫米厚的绝缘体介质，再绝缘地贴住约束腔(5)的内壁。
2.根据权利要求1所述的产生装置，其特征是:所述一级变换器(2)的非铁磁性金属编织导电网由相互平行的2-30层非铁磁性导电金属编织网组成。
3.根据权利要求1或2所述的产生装置，其特征是:所述非铁磁性导电网编织网为网孔在80-150目之间的金属丝网，每二层网之间相距0.2-3.0cm0
4.根据权利要求1、2和3所述的产生装置，其特征是:一级变换器(2)靠近微波发生器(I) 一侧的第一层和第二层非铁磁性导电网编织网的网孔目数比第三层到第N层非铁磁性导电金属编织网的目数可适当减小。
5.根据权利要求1所述的产生装置，其特征是:所述二级变换器(4)由一层至数层非铁磁性金属编织导电网组成，它们相互平行，并且层和层之间都有一层I毫米至数毫米厚的绝缘介质，最外层的非铁磁性金属编织导电网裸露在约束腔(5)中。
6.产生太赫兹连续波(0.1T?1T)的方法，其工艺是: 1)开启微波发生器(I)。 2)开启约束腔(5)的开启门输出。 3)或可先将要处理的样品放置在约束腔(5)内，进行间隙式的幅照。
【文档编号】H01S1/02GK104037594SQ201310504041
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】朱永强, 全锋, 黄石, 殷业 申请人:上海谷皇粒子流科技有限公司