New terahertz dispersive device for single-shot spectral measurements of terahertz pulse

A new terahertz dispersive device designed for single-shot spectral measurements of broadband terahertz pulses is proposed. With two-dimensional quasi-randomly distributed element design, the device exhibits approximately the dispersive property of single-order diffraction in far field. Its far-field diffraction pattern is experimentally verified employing a continuous terahertz source centered at 2.52 THz and a pyroelectric focal-plane-array camera, which is in good agreement with the numerical result. The device provides a new approach for direct single-shot spectral measurements of broadband terahertz waves.     

赫兹对阴极射线的实验研究及其重要影响

根据赫兹的日记、书信、文集及相关文献,对赫兹所进行的阴极射线的实验研究工作进行了仔细考察,指出他对阴极射线的一系列实验研究为揭示阴极射线的全部特性奠定了重要基础,对勒纳德和汤姆孙在这一领域的研究产生了直接影响．     

太赫兹GaAs肖特基混频二极管高频特性分析

在太赫兹波段,存在几种新的高频效应会限制混频二极管的高频特性.应用热电子发射理论和隧道理论,研究了外延层肖特基二极管的高频特性,并以截止频率为品质因数对二极管进行优化设计.研究表明,当二极管工作频率大于等离子频率时,二极管相当于一个电容,失去了混频性能;提高基底掺杂浓度可以减小基底等离子共振效应;外延层等离子频率非常重要并且在研究外延层等离子共振效应时必须考虑传输时间效应;减小阳极直径、减小外延层厚度、提高外延层掺杂浓度可以提高二极管的工作频率.这对太赫兹波段室温混频器件的研制具有重要的参考价值.     

藏药珠西的化学成分与结构分析

采用X射线荧光(XRF)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线衍射(XRD)对不同来源藏药珠西中的元素成分和结构组成进行测定,以期揭示其药理作用的物质基础。XRF和ICP-OES分析结果表明,藏药珠西中主要元素为Fe,S和O,及少量的Si,Na,Mg,Al,K,Ni,Ca,Ti等元素。XRD分析表明,藏药珠西中主要存在立方晶系FeS2,此外还含有少量的斜方晶系Fe+3O(OH)等。通过XRF,ICP-OES和XRD分析,获得了藏药珠西的化学成分和结构组成基本数据,为其药理作用物质基础的揭示和质量标准的制定提供了科学依据。     

亮氨酸与异亮氨酸的低频集体振动的太赫兹光谱研究

太赫兹(THz)波是指频率在0.1～10 THz频段的电磁波。太赫兹光谱技术不同于以往的检测手段,可以用于检测氨基酸同分异构体,反映物质的分子结构和构型,对食品安全和药品药性控制有着重要的意义。亮氨酸与异亮氨酸属于同系的同分异构体,它们具有近似的分子结构,但物理化学性质有很大的差别。生物大分子的太赫兹吸收与其分子间氢键和分子内氢键的振动和转动能级相关的偶极跃迁有关,可以利用分子偶极跃迁进行生物分子的指纹识别。采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)和傅里叶红外光谱(FTIR),对亮氨酸和异亮氨酸进行了测量。在中红外波段亮氨酸与异亮氨酸的吸收光谱几乎完全重叠,而在太赫兹频波段可以观察到它们的光谱存在明显差异,因此太赫兹光谱能够作为快速准确鉴别这两种物质的方法。采用密度泛函理论(DFT)对亮氨酸和异亮氨酸的低频集体振动模式进行理论模拟,并对其太赫兹光谱进行研究和讨论。通过比较实验和理论结果,计算得到的峰位与实验结果可以互相印证。     

小波图像融合在太赫兹无损检测中的应用

玻璃纤维增强复合材料被广泛应用于航天、航空及其他军民各领域,它在制备和使用过程中通常会出现多个缺陷。太赫兹时域光谱成像技术有望成为玻璃纤维增强复合材料无损检测的有力补充手段。在太赫兹时域光谱成像过程中,可以选取时域或频域波形中的不同参数来进行成像。对于不同的缺陷,能够有效地对其进行检测的参数是不一样的。采用基于小波分解的图像融合方法将多幅不同参数获取的太赫兹反射图像结合起来,得到一幅包含所有缺陷信息的新图像。研究表明,基于小波分解的图像融合方法在太赫兹无损检测中的应用,能够获取单一参数成像无法检测的缺陷信息,为复合材料太赫兹图像后期处理提供了新的技术方法。     

Theory of noise in a kilo-Hz cascaded high-energy Yb-doped nanosecond pulsed fiber amplifier

A theoretical analysis of noise in a high-power cascaded fiber amplifier is presented. Unlike the noise theory in low power communication, the noise of a high power system is redefined as the leaked output energy between pulses with coherent beat noise uncounted. This definition is more appropriate for high power usage in which the pulse energy receives more attention than the pulse shape integrity. Then the low power pre-amplifying stages are considered as linear amplification and analyzed by linear theory. In the high-power amplification stages, the inversion is assumed to recover linearly in the time interval between pulses. The time shape of the output pulse is different from that of the input signal because of different gains at the front and back ends of the pulse. Then, a criterion is provided to distinguish the nonlinear and linear amplifications based on the signal-to-noise ratio （SNR） analysis. Then, an experiment that shows that the output SNR actually drops off in nonlinear amplification is performed. The change in the noise factor can be well evaluated by pulse shape distortion.     

几种塑料的太赫兹光谱检测

利用太赫兹时域光谱技术测量了聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的太赫兹透射谱,研究其在0.2~2.6 THz频段的光谱特性,得到了在室温氮气环境下这些材料的太赫兹吸收谱和折射率色散特性.发现这五种塑料在太赫兹波段的折射率和吸收系数差异显著,折射率分别在1.35~1.85之间,聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯吸收很小,相比之下聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯吸收很大,这为塑料种类的鉴别及高太赫兹透过率塑料衬底选择提供了依据.     

弗兰克-赫兹实验中温度与电子平均自由程的关系

运用原子非弹性碰撞模型来测量F-H曲线峰谷间距随峰谷数的线性关系,研究温度对电子平均自由程的影响,并尝试探讨一种较为准确的测量原子第一激发能的实验方法.     

太赫兹微弱信号检测系统噪声处理方法研究

为了能够量化物体太赫兹辐射的大小,对黑体辐射中的太赫兹信号进行测量,使测量系统处于真空状态下,并且使用液氮制冷来屏蔽外界杂散辐射。黑体辐射的太赫兹信号由卡塞格林系统聚焦于探测器上。探测器的输出信号用锁相放大器进一步处理,并观察不同时间常数下锁相放大器的输出信号。实验结果表明:当黑体温度为323 k时,实验装置使用液氮制冷前后的测量结果有所不同,前后相差约3 v左右。时间常数对输出结果影响也很大,实验使用3 s比较合适。由于噪声来源复杂、噪声水平很高,黑体在太赫兹波段辐射能量极为微弱,所以系统对温度分辨率要求不是很高。