THz时域光谱诊断激光等离子体密度和碰撞频率

从电子在THz波电场中的运动方程出发,讨论了THz波在等离子体中的传播规律.从而可以得到由等离子体电子密度和碰撞频率决定的THz波的复折射率.该复折射率决定了THz波在等离子体中的传播,即THz脉冲相位和振幅变化.THz时域光谱系统可以测量THz波传播的相位和振幅,因此可以利用THz时域光谱来诊断等离子体密度和碰撞频率.由于受到等离子体色散关系的限制,该方法测量的等离子体密度有一定范围.在等离子体电子密度位于10~(12)~10~(16)/cm~3之间内,该方法可以得到较好的应用.     

THz射线产生技术及应用最新进展

THz电磁脉冲是由超短激光脉冲选通半导体光导开关后产生的超宽频带电磁辐射,在很多基础研究领域、工业应用领域以及军事领域中有相当重要的应用。作者就THz电磁脉冲的产生技术、探测技术作了较全面的评述。对其若干重要应用研究成果包括THz时域光谱技术(TDS)、THz二维成像技术等也进行了分析。     

THz辐射的研究和应用新进展

THz频段是一个非常具有科学价值但尚未开发的电磁辐射区域,它的研究涉及物理学、光电子学及材料科学等,它在成像、医学诊断、环境科学、信息通信及基础物理研究领域有着广阔的应用前景和应用价值。当今,获得THz波的方法及THz波的探测研究是THz研究领域的前沿,更是重点。本文综述了THz波的特点、应用领域及发展状况,阐述了THz波的产生方法其探测方法。     

用傅氏变换时域微分性求非能量信号频谱的通式

本文以三个例题讨论如何用Fourier变换时域微分性求非能量信号频谱的通式问题.旨在对目前通用教材中对信号频谱分析部分作一探讨。     

THz波的实验研究

相干THz(terahertz)波是频率从0.1到几十THz的相干电磁辐射(对应的波长从3 mm～10μm).现代科学技术的发展对THz波的迫切需要,唤起了人们对THz波研究的极大兴趣.近年来,飞秒(10-15s)激光技术的发展和成熟为THz波的研究提供了有效的手段.依据光学整流原理,以飞秒(fs)激光为抽运源,激发非线性电光晶体产生脉宽为亚皮秒量级的宽带相干THz波脉冲是目前实验室较普遍采用的方法.THz时域光谱技术是相干光学选通门技术,它能探测THz波与物质相互作用的时域电场信息,即同时测得电磁波的振幅和相位,因此,可精确测量物质的色散和吸收特性.这种独到的技术特点,使得相干THz辐射脉冲在物理、化学、电子科学、材料科学、层析成像和环境监测等领域有着广泛的应用前景[1].     

THz波微结构器件特性的研究

在电磁波谱中所处的特殊位置使得THz波在在物理、化学、生物医学、电子科学、材料科学、环境监测等领域有着广泛的应用前景。综述了THz波微结构器件特性方面的研究工作。亚波长金属周期微结构器件的THz波谱选择增强透射现象,亚波长环形槽金属线上的THz等效表面等离子体激元,以及THz光子晶体光纤。     

THz技术及其在军事中的应用研究

为探索THz技术在军事中潜在的应用方向,本文研究了产生及检测THz辐射源的方法,针对THz波的特点,分析了THz技术在隐身飞机、探测弹道导弹及安全检测方面的应用。     

巡航段热层目标的天基THz探测技术研究

巡航段热层目标的探测是未来空间目标探测系统的重要目标。首先对巡航段热层目标自身的THz谱段辐射特性进行了理论分析,然后对可探测THz谱段的大气透过特性进行了仿真,通过理论计算排除了宇宙背景 THz 谱段辐射对天基探测的影响;最后结合目前 THz 探测器的发展水平,重点对天基THz技术探测巡航段热层目标的工程可行性进行了初步分析,并提出了可行的技术实现途径。     

基于开关电流技术的时域连续小波变换实现

首次提出基于开关电流技术的时域法连续小波变换实现。该方法利用幅度调制技术产生小波链实现小波变换,为小波变换的快速实现提供了新的途径。基于双线性变换采用开关电流积分器综合实现低通滤波器,解决了时域法小波变换实用电路集成化的关键问题。对开关电流低通滤波器用ASIZ进行仿真,结果证实其性能完全满足实用要求。     

时域有限差分法中超吸收技术的改进及数值验证

超吸收技术是时域有限差分法中一种行之有效的吸收边界条件 ,但该技术对大角入射情况的吸收性能较差。在实施该技术时 ,对其算法进行了一定的改进 ,并进行了数值实验。实验结果表明 ,改进算法在吸收性能上有较大提高 ,特别是对于大角入射的情况。还对超吸收技术的应用范围进行了分析。     

Dynamic range criterion of THz spectrum for amino acids measurements

Terahertz (THz) absorption spectra have been applied to measure the compositions of amino acid samples.Because the concentration information about a specific composition is involved in its spectrum, keeping the spectrum length and dynamic range as wide as possible is essential for precise measurements.It is well known that a spectrum is always contaminated by apparatus noises.In this paper, we present a criterion for noise cutting based on wavelet transform, which usually extends the range determined by traditional threshold criterion.Finally, theimprovement on measurement precision shows the validity of the new criterion.     

基于太赫兹时域光谱的半导体材料参数测量

根据太赫兹时域光谱系统(TDS)的测量原理,提出了一个考虑F-P效应的半导体材料参数测量方案.利用该方案可以在时域波形中,截取多个反射回峰,以提高材料参数提取的精确度.另外,考虑到多重反射对样品厚度的准确性要求较高,提出了一种有效的厚度优化方法.以GaAs为待测样品,利用上述方法精确提取了其折射率与消光系数谱.并采用返波振荡器(BWO)作为太赫兹辐射源对相同样品进行测量,有效的验证了使用TDS系统对半导体材料参数测量的准确性.     

太赫兹波传播过程中横模分布的成像

研究了焦点位置附近太赫兹波的横模分布,目的在于了解系统中太赫兹波的横向分布情况,为进行太赫兹光谱和成像实验提供依据。通过太赫兹波逐点扫描成像,对经常被用来放置测试样品位置附近的太赫兹波横模分布情况进行了定性的分析。利用“狭缝法"测量了太赫兹光束的束宽。结果表明,太赫兹波在焦点附近不同位置的横向分布有较大差异,在焦点处对应于最长波长1.5 mm的最小光斑直径约为1.0 mm,这说明太赫兹波的聚焦有一定的限度。实验确定了系统中放置样品的最佳位置,对开展太赫兹光谱和成像研究有参考价值。     

生化药品的太赫兹光谱和红外光谱模拟

用高斯软件对光气、路易氏气、沙林等的红外光谱和太赫兹光谱进行了理论模拟.这三种生化药品红外光谱的模拟结果,说明用高斯软件进行生化药品的太赫兹光谱检测有重要意义,理论模拟的三种生化药品的太赫兹谱为今后用太赫兹辐射探测生化药品提供了重要的信息.     

信号时域积分性质的一个推广应用

对信号进行运算（卷积运算，傅氏变换，拉纸变换）时，应用时域积分性质，得出由函数导数的运算式求取原函数的相应运算结果的一般性计算公式，使时域积分性质的应用得到推广。     

0. 34THz大气传播测试系统设计

介绍了我国第一套太赫兹波大气传播测试系统的组成以及功能。该系统采用准光学结构使频率为0.34 THz 信号在相距150 m 的两个建筑物之间来回传播,记录不同传播条件下接收的信号强度。基于长期的观测数据获得0.34 THz 的大气及降雨衰减的统计传播特性,为使用0.34 THz 的通信和雷达等无线电系统的设计、运行提供基础数据。     

用两种不同测量技术对毒品THz光谱的研究

为了使太赫兹(THz)技术在毒品检测中变得更为实用,运用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术分别研究了甲基苯丙胺(MA)、4,5-亚甲基二氧基苯丙胺(MDA)和3,4-亚甲基二氧基-N-甲氧基苯丙胺(MDMA)3种走私毒品的THz吸收光谱,获得了这些毒品不同谱宽的THz光谱,并对两类...     

Investigation of aqueous acetone solution with THz pulse spectroscopy

The absorption spectra from 0.2 to 1.7 THz of five water-acetone mixtures,whose concentrations are 0％,25％,50％,75％,and 100％,has been investigated by THz time-domain spectroscopy (THz-TDS).The result ind...     

用光电导天线产生太赫兹电磁波的饱和效应研究

根据半导体光电子学理论,分析了光注入非平衡载流子(电子-空穴对)的瞬态输运机理,研究了不同条件下的SI-GaAs光电导偶极天线太赫兹波辐射功率和辐射强度的饱和效应.结果表明其主要原因是在外加偏置电场作用下,光注入载流子出现了空间电荷电场屏蔽和辐射电场屏蔽现象,对提高太赫兹波辐射功率和辐射强度起到了遏制作用.对于电极间隙大小不同的天线,两种屏蔽效应的作用不同;在触发光能一定的情况下,照射光斑较大时屏蔽效应较小.