基于LabVIEW的太赫兹时域光谱数据处理

太赫兹波段位于红外与微波之间。太赫兹时域光谱技术是一种随着超快激光技术的发展而新兴的、非常有效的相干探测技术,其应用前景已为世界公认。目前各实验室使用的多是基于MatLab和Origin软件处理太赫兹光谱实验数据,但这难以与数据采集程序相结合,所以迫切需要一种更加简便快捷的数据分析手段以适应太赫兹技术的发展。LabVIEW作为一种图形化编程语言具有许多优势。本文概述了太赫兹技术及太赫兹时域光谱,介绍了利用LabVIEW提取太赫兹时域光谱数据并进行分析的方法,通过实例并与其它两种工具处理的结果进行了比较,三种方法的结果完全吻合,证明了这种方法的可靠性。与数据采集程序相结合,我们的工作为太赫兹光谱实验提供了有力的数据分析工具。     

太赫兹段慢波结构的微细加工技术研究新进展

太赫兹波兼具穿透性强、使用安全性高、定向性好、带宽高等技术特性,在国防、深空通信、远程成像、安全检查和医疗诊断等领域具有重大应用前景。基于慢波结构的电真空器件是在太赫兹频段产生瓦级功率输出,同时实现太赫兹辐射源小型化和经济化最具潜力的一种解决方式。慢波结构作为此类电真空器件的核心零件,其物理设计及制造水平将直接影响器件的带宽和增益,因此,从适合工作在太赫兹频段的慢波结构类型、加工精度与表面质量要求,以及制备工艺3个方面出发,对慢波结构的微细加工技术研究现状进行综述,重点分析太赫兹频段慢波结构的关键制造技术水平及应用现状,并探讨其在发展过程中需要面临的挑战和仍需注重解决的问题,希望能为后续高频器件研究工作的推进提供参考。     

安保利器:太赫兹的技术应用

<正>太赫兹是新一代产业的科学技术基础。太赫兹科学综合了电子学与光子学的特色,是典型的交叉前沿科学领域,蕴含着原创性重大机理和方法并亟待突破,具有重大的科学意义。太赫兹波具有较强的穿透能力。与可见光、X射线、电子束、中红外、近红外和超声波等广泛应用于医学诊断、材料分析以及工业生产领域中的成像信号源相比,太赫兹波因其在电磁波谱中所处的特殊位置,使其对很多介电材料和非极性的液体具有良好的穿透性,因此太赫兹波的一个很有吸引力的前景就是,作为X射线成像和超声波成像等技术的补充,用于生物医学成像、安全检查或者无损探伤。电磁波谱最后的"处女"地太赫兹应用面非常广泛,可以用于生命科学、材料科     

基于光子混频原理的连续太赫兹波系统及信号采集分析

由于连续太赫兹波辐射具有非常窄的频宽,在需要精细光谱分辨力的测量中具有重要应用。文中基于光子混频原理,采用两个独立的半导体激光器作为蝶形光电导天线的辐照光源,搭建了一个室温工作且可调谐的连续太赫兹波系统。重点讨论了太赫兹信号采集软件的设计;并对诊断模式、抽样模式以及连续模式下获得的信号进行了简要分析。     

中国太赫兹科学仪器及前沿技术的首次交汇融合——“2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会”会议纪要

由中国仪器仪表学会、太赫兹光电子学教育部重点实验室和《现代科学仪器》编辑部联合主办,《现代科学仪器》编辑部承办的＂2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会＂于2012年8月8日—10日在北京紫玉饭店举行。来自我国太赫兹科学技术研究领域绝大部分研究小组的80多位专家学者和博士生参加了会议。     

基于渡越-切伦科夫辐射原理太赫兹横向场频率特性的实验研究

基于渡越-切伦科夫辐射原理,单色飞秒激光脉冲聚焦到空气中形成等离子体进而辐射出径向偏振太赫兹波,径向偏振太赫兹波经过紧聚焦后在焦点处产生太赫兹波横向偏振分量。为了有效调控太赫兹横向分量的频率分布和振幅特性,首先,通过理论分析太赫兹横向场分量在外加电压下的分布规律,给出不同角度的外加电压对太赫兹横向场频率强度的影响。然后,采用对等离子体施加外部电场的方法,得到一个最佳的纵向电场角度产生高强度太赫兹横向偏振分量。对发展太赫兹波特性的基础研究以及太赫兹技术的应用具有重要的参考意义。     

太赫兹技术在安全领域中的应用

太赫兹波（THz）是频率介于毫米波与红外光之间的辐射,近年来,自由电子激光器与超快技术的发展,为THz提供了稳定的发射源,人们对THz波的研究越来越深入,对其在各领域尤其在公共安全方面的应用广泛关注.本文概要介绍了THz波的主要性质和产生原理,并从安全检测,毒品与爆炸物鉴别三方面介绍了THz波在安全方面的应用前景.     

太赫兹波的古依相移研究

为了测量太赫兹波聚焦点附近不同位置的太赫兹时域信号图对飞秒脉冲强激光在空气中进行聚焦,在形成空气等离子体细丝通道的同时辐射出锥型太赫兹波,并用离轴抛物面金镜收集和聚焦太赫兹波。利用电光采样系统来探测太赫兹波,得到其频谱宽度约为4THz。通过对比分析得出,会聚的太赫兹波同样具有古依相移效应。     

一种提高太赫兹波成像分辨力的方法

成像分辨力低是影响太赫兹波成像系统在质检、安全和医疗领域应用的重要因素之一。用返波管（BWO）作为太赫兹波辐射源搭建了一个连续太赫兹波点扫描透射成像系统。采用扫描步长小于系统聚焦光斑尺寸的方式获得样品物体的太赫兹透射图像,并利用增量维纳滤波法对该图像进行复原获得了超过系统衍射极限分辨力的太赫兹图像。实验结果表明该方法可以有效提高太赫兹波成像的空间分辨力。     

基于法布里-珀罗干涉仪的太赫兹波长测试仪

太赫兹波波长的测量在其科研和实际应用中显得日益迫切和重要.介绍了用金属网栅Fabry-Perot(F-P)干涉仪测量太赫兹波波长的原理,阐述了金属网栅的参数设计和波长测量过程,并依此原理推出了计算太赫兹波线宽的公式.     

太赫兹光谱和成像应用及展望

作为近年来颇受科技界和各国政府重视的一个新兴学科和技术领域,太赫兹辐射具有不同于其它波段电磁波的许多独特性质,因而在物理、化学、生物、材料、医学、农业、国防和军事等领域具有广阔的应用前景.结合国内外研究和应用的现状,本文概述了太赫兹时域光谱、太赫兹成像以及太赫兹技术在物理学、化学、生物学和天文领域的应用和机遇,供广大同行参考.     

半导体表面场产生太赫兹电磁波的机理研究

介绍了两种由半导体表面场产生THz辐射的物理机制：一种是利用半导体表面的耗尽层电场,另一种是利用半导体表面的Dember电场加速载流子,形成瞬态光电流而辐射出电磁波.文中对这两种模型的辐射机理进行了深入的讨论,对利用表面场产生THz辐射的机理有了深刻的认识,为高效、便捷、低成本的THz辐射源的研究提供了基础.     

基于半导体的可调谐太赫兹滤波器研究

太赫兹滤波器在通信、传感、成像等领域有着广泛的应用。提出了一个基于半导体材料砷化镓的周期性微结构可调谐太赫兹滤波器,并对半导体材料的电介质特性以及微结构的太赫兹滤波特性进行模拟研究。提出了基于光栅结构的太赫兹滤波器,用CST软件时域有限差分法(FDTD)进行模拟仿真,0.1~5.0THz频段的太赫兹波垂直入射光栅表面,在225~325K范围内可获得工作频率为0.35~1.51 THz,1.16 THz的滤波带宽,同时保持透过率在85%以上,这对太赫兹滤波器的滤波带宽和透过率的提升具有重大意义。     

面向太赫兹应用的平面结构聚合物电光传感器

自由空间电光取样技术是太赫兹波(THz)相干探测的典型方法,电光传感器是其中的核心器件。传统的电光传感器多采用无机电光晶体材料,但是这种材料电光系数低并存在声子吸收性,致使太赫兹波的探测带宽受到限制。主-客体结构的电光聚合物材料具有较大的电光系数和较低的介电常数,近年来成为各国学者研究的热点。然而这种材料的主客体之间相容性差,极易产生相分离,导致电光性能降低,限制了材料的更广泛应用。采用一种化学与物理手段相结合的方法,将两种电光分子引入聚合物体系,制备了具有双电光分子的聚磷腈材料。这种材料不但具备良好的相稳定性,而且具有良好的电光性能,电光系数可达64.8 pm/V。基于双电光分子聚磷腈材料,设计并制作了具有平面结构的聚合物电光传感器。与传统的三明治结构电光传感器相比,平面结构传感器可以将探测幅度提升55%,光谱灵敏度提升35%,同时还可以避免入射角度对探测灵敏度的影响、降低噪声干扰、简化实验过程,是面向太赫兹应用的更适合器件。     

THz焦平面连续波透射成像系统的成像面积及对比度

研究了THz辐射和THz焦平面器件的特性,分析了THz焦平面探测器连续波透射成像系统的能量传输过程。考虑大气衰减、器件限制等影响因素以及连续激光照射、目标场景与焦平面探测器之间的信号传递关系,推导出了连续波透射成像系统的成像面积及对比度两个重要的参量模型。然后设计并组建了连续波THz透射成像系统。根据所建模型分别对信封中的环三亚甲基三硝铵(RDX)粉末和塑料盒中的金属刀片两种不同被测物体的成像面积及对比度进行了计算。结果表明:基于理论推导的两种实例其最大成像面积可达4.74cm×6.32cm和3.534cm×4.712cm,图像对比度分别为0.242 2和0.306。与美国麻省理工学院(MIT)的成像系统进行了对比,该系统的成像面积为3cm×3cm或4cm×4cm,与本文推导结果处于同一数量级,由此验证了本文提出的模型和方法的合理性和有效性。     

基于太赫兹波的高分辨率空间电荷测试方法及系统

空间电荷的特性及分布状态直接改变介质内部电场的强弱,严重影响器件的电学性能。近年来,纳米材料和微纳电子器件飞速发展,在纳米量级乃至更小尺度上探测和掌握空间电荷的特征信息成为亟待解决的问题。为此基于脉冲电声法基本原理,设计并实现了一种基于太赫兹波和弹光取样技术的空间电荷分布测试新方法。基于应力双折射效应原理,设计制作了弹光取样传感器,并测试了性能。搭建了空间电荷测试系统,对定制硅PN结试样进行了测试,空间电荷区宽度随偏置电压的变化规律与PN结基本电学特性吻合。该方法采用全光学技术手段,克服了传统电子测试技术对系统带宽的限制,实验结果表明,该测试方法可以有效且可靠地将空间电荷测试分辨率提升至纳米量级。     

太赫兹光谱和成像技术及其应用

介绍了太赫兹光谱和成像技术的有关方面，特别是基于飞秒激光的太赫兹辐射和探测技术，以及太赫兹光谱和成像技术在国家安全、材料诊断、无损检测和生物医学方面的应用。对于太赫兹技术存在的问题以及今后发展方向，作了简要的论述。     

Fe、Cu、Al三种金属狭缝的THz光谱测量

本文利用太赫兹时域光谱技术研究了宽度在0．08mm-1mm的Fe、Cu、Al三种不同金属狭缝在0．2-1．5THz频段的光学性能,得到了三种样品的时域谱、频域谱、透过率谱,并对三种谱图进行了比较。结果表明金属狭缝对太赫兹波的响应只与狭缝宽度有关,与狭缝深度和材料本身关系不大。这种方法可以不必考虑产生狭缝裂纹的金属材料本身种类,为以后运用太赫兹技术实现对不同金属、异类金属焊缝、合金管道无损检测奠定基础。