太赫兹计量测试技术

本文对国内外太赫兹计量测试技术进行了总结和讨论,并参考传统无线电计量专业中所使用的"参数"概念对太赫兹频段进行分类,包括功率与辐射参数、网络参数、脉冲参数、频率参数和光谱参数等,简要介绍了使用原理、典型测试方法及所能达到的计量测试能力,并对太赫兹计量测试技术的发展提出几点建议,供研究人员参考和借鉴。     

反射式连续波太赫兹成像系统(英文)

采用1.89 THz的连续太赫兹波作为光源,124×124像素的热释电相机作为探测器,论证两种加入及未加入分光片的简易太赫兹反射成像装置.为评估这两套系统的性能,分别利用其对一枚人民币5角硬币进行成像.实验结果表明,与没有插入分光片的系统相比,插入分光片的系统可解决成像畸变问题,成像质量较高.     

太赫兹频率上转换成像器件研究

太赫兹成像器件是太赫兹技术应用的关键之一.研制一种由分子束外延技术堆叠生长太赫兹量子阱探测器和近红外发光二极管制成的THz频率上转换成像器件,其45°入射角耦合器件峰值探测频率为5. 2 THz,峰值响应率为0. 22 A/W,噪声等效功率为5. 2×1012W/Hz0. 5,可实现对太赫兹量子级联激光器光斑的清晰成像;研制的金属光栅耦合器件可实现正入射成像,有效减小成像图形畸变,并且有利于制备大面积器件.阐述器件的工作原理、制备方法、基本性能和成像性能,并对器件电流-电压特性、成像质量、成像畸变原因等问题进行讨论.该器件利用无像素成像技术,无需低温读数电路,无需阵列倒装封装,为THz成像技术提供一种简便、高性能的途径.     

太赫兹频率编码器

提出T形结构太赫兹频率编码器,其由初始相位值相同、相位灵敏度不同的4种同一形态、尺寸不一的T形编码超表面单元构成.利用预先设计的编码序列,实现对太赫兹波1 bit、2 bit编码和非周期太赫兹频率编码.无需重新设计编码器结构,仅通过改变工作频率,就可灵活控制反射太赫兹波的方向,理论计算与软件仿真结果吻合.提出的太赫兹频率编码器对反射太赫兹波主瓣能量具有很好的分散作用,能有效减少雷达散射截面.该器件在太赫兹波隐身中具有巨大应用价值.     

宽带太赫兹波光束轮廓和频率分布特性(英文)

利用刀口法在透射式太赫兹时域光谱系统中对脉冲太赫兹波的光束轮廓和能量的轴向分布进行测量.通过快速傅里叶变换,可以获得太赫兹脉冲的频率分布.实验结果显示,脉冲太赫兹光斑的能量符合高斯分布.实验测量到的太赫兹光斑大小与理论基本吻合,证明刀口法可用于宽带激光光束测量.该结果为太赫兹成像以及太赫兹技术在其他领域的应用奠定了基础.     

一维太赫兹光滤波器的模拟与制作(英文)

模拟并制作了基于光子带隙结构的一维太赫兹光滤波器.通过人工叠加方式制作一维周期性结构,以聚乙烯或聚四氟乙烯作为高折射率材料,用钻有圆孔的合金片作为空气层,利用太赫兹时域光谱技术测量样品在0.1～0.9 THz波段的透射谱.根据理论模拟结果,利用聚乙烯设计制作中心波长为0.3 THz的带阻滤波器,结构周期为400μm,占空比为0.5.测量的3 dB带宽为0.08 THz,与模拟结果0.07 THz基本吻合.     

太赫兹科学技术及其应用的新发展

太赫兹科学技术是当前受到极大重视的交叉学科前沿,为人类社会发展提供了一个非常诱人的机遇。该文阐述了太赫兹波的优越特性及其在物理学、化学、生物医学、天文学、材料科学和环境科学等方面的重要学术和应用价值,以及对国民经济发展、国家安全、反恐和新一代信息科学技术发展的重大推动作用,介绍了世界太赫兹科技及其产业化发展情况,说明现代科技发展和应用的迫切需求使得该领域科学技术发展速度迅猛,也使太赫兹科学技术的发展呈现出基础研究、开发研究和产业化同步进行、相互融合、相互促进的新特点。     

强场太赫兹时域光谱测量技术研究进展

太赫兹产生技术的不断发展催生了太赫兹非线性光谱学、极端太赫兹强场与物质相互作用等前沿学科.由此,围绕发展强场太赫兹时域光谱测量技术需具备单次测量能力和大动态范围两个特点,介绍强太赫兹时域光谱测量技术的研究进展,分析这些技术的优缺点及今后的发展趋势.     

太赫兹波导的研究进展

太赫兹(THz)有丰富的科学内涵和独特的优越特性,在物理、化学、电子信息、生命科学、材料科学、天文学、大气与环境监测、通讯雷达、国家安全与反恐等多个领域具有重要的应用前景。由于水汽对THz波的强烈吸收,适用于不同应用需求的THz波导成为急需。根据不同需求并考虑各种不同结构及材料波导特有的优势与缺陷,扬长避短选取合适的波导将有利于发挥THz科学技术在科学研究、生产、生活中的应用特色。该文对现有THz金属空腔波导、金属线波导、介质波导和其他THz波导的研究情况进行了综述,以期展现当前THz波导的研究情况,开拓研究思路。     

太赫兹技术在烟叶香型分类中的应用

针对浓香型、中间型和清香型3种香型特征的烟叶,测定不同质量分数烟叶（烟叶与聚乙烯的混合物）的太赫兹透射光谱,并计算得到相应的太赫兹波段吸收系数和折射率谱线.结果发现,不同香型的烟叶对太赫兹时域信号会产生不同的延迟和衰减,所计算得到的吸收系数曲线和折射率曲线的变化规律和香气特征存在一一对应的关系.其中,烟叶香气浓郁程度与样本吸收系数呈正相关性,而与样本折射率呈现负相关性.本研究证实了其在烟叶质量评价方面应用的可能性.     

浅谈太赫兹技术在电力系统中的应用前景

近年来,太赫兹技术受到各国政府及研究机构的高度重视,成为当前电磁波研究的前沿和热门,在电子、信息、通信等方面蕴含着巨大的应用前景,但在电力系统中的应用目前仍少有涉及。本文作者根据电力行业多年从业经验,结合太赫兹波的有关特性,就这一科技在电力系统中的应用进行初步探讨。     

基于太赫兹时域光谱技术的塑料检测

基于太赫兹时域光谱检测技术,建立透射式光学参数提取模型,推导出太赫兹波谱下材料折射率和吸收系数公式。搭建实验平台,得到了室温环境下ABS、PET和PMMA三种塑料样品在0.2~1.5THz区间的折射率和吸收系数,并进行了对比分析。实验结果表明,太赫兹光谱技术可以有效提取三种塑料特征信息。这对利用太赫兹光谱技术检测塑料制品有着重要的意义。     

基于电子学的太赫兹辐射源

随着太赫兹科学与技术的发展,太赫兹辐射源研究受到越来越广泛的重视.本文对近年来常见的基于电子学的太赫兹辐射源进行综述,包括基于新型慢波结构真空电子器件的仿真设计与实验结果、基于电子回旋谐振脉塞的太赫兹辐射源和基于史密斯-帕塞尔效应的太赫兹辐射源的国内外研究近况,以及基于类等离子体光子晶体的太赫兹辐射源和固态太赫兹辐射源.对太赫兹辐射源在无线通信、成像探测、光谱探测和生物医学等方面的应用进行了展望.     

基于太赫兹技术的硅橡胶复合绝缘子老化检测

复合绝缘子长期运行后易老化,导致绝缘性能降低,可能危及电网安全.因此,研究如何及时跟踪绝缘状态存活量,简单快速获取复合绝缘子老化状态显得极为重要.本文选用华北地区10 kV～110 kV线路电压等级11支绝缘子样品,使用光学显微镜对样品表面进行观察,随后结合局部放电实验定量分析,对样品老化程度进行标定与分类.为探究复合绝缘子老化程度对太赫兹波传输参数的影响,采用太赫兹矢量网络分析仪对已标定的各组样本进行实验测试,建立了基于太赫兹信号传输特性的复合绝缘子老化检测模型,并用一种小型太赫兹传感器在玉溪进行现场测试.结果表明,绝缘子老化程度与回波损耗参数成正比,使用太赫兹波对复合绝缘子进行非接触式老化程度检测是可行的.     

太赫兹时域谱技术在地雷探测中的应用

采用MINI-Z便携式太赫兹时域光谱仪,在0.1~2.5 THz的光谱范围内,对地雷中两类主要填充炸药RDX和HMX的特征吸收光谱进行了测量,获得了两种炸药的特征光谱,通过辨识炸药的太赫兹吸收谱实现了对地雷的探测.对因实验环境和条件的限制而造成的样品吸收谱线高频部分的振荡,采用小波变换降噪的数据处理方法,得到了两种炸药的明显的吸收趋势和特征吸收峰值.将测量结果与部分文献中数据进行对比,验证了结果的可靠性.     

虚拟仪器及其发展(综述)

本文描述了虚拟仪器的基本组成和基本特点，重点介绍了ＶＸＩ总线仪器特点，功能及其发展。     

太赫兹时域光谱技术在纺织纤维鉴别中的应用

提出了一种基于太赫兹时域光谱(THz-TDS)的纺织品鉴别方法,并以几种常见的合成纤维作为实验介质证明该方法的可行性。利用THz-TDS系统测得了这些介质在大赫兹波段的时域光谱信号,得到了它们在太赫兹波段吸收系数谱。实验结果表明,涤纶、锦纶和维纶分别在0.98、1.51和1.16 THz有明显不同的特征吸收峰,芳纶、腈纶和天丝的吸收谱也存在明显差别。研究表明,利用太赫兹时域光谱技术进行合成纤维鉴别是可行的,为进一步将太赫兹波技术应用于纺织品检测提供了依据。     

基于太赫兹光谱技术的TNT炸药检测试验研究

利用TAS7500SP光谱仪和太赫兹时域光谱技术研究了2,4,6-三硝基甲苯(TNT)在0.1~5THz频率范围的光谱性质,得到了其指纹谱信息,对获得的光谱进行优化并提取了特征峰值.实验表明,所得结果与国内外其他机构测量的该炸药的吸收谱、频域谱、时域谱线走势和吸收峰位置基本一致,并且首次测得该炸药在该频段的吸收系数、反射率、反射谱、透射比、透射光谱,丰富和补充了该炸药在太赫兹波段的光谱数据.