太赫兹时域光谱技术

太赫兹时域光谱技术是最新的太赫兹技术,它基于宽波段太赫兹脉冲,可同时获得太赫兹波形的幅度和相位信息,在材料的远红外物性研究中有重要应用。本文涉及太赫兹时域光谱技术的基本特征、发射、探测技术和主要应用。     

电磁波内容与太赫兹波频谱范围探讨

电磁波是一种场物质,这种物质在国防及国计民生中已经发挥并将继续发挥越来越大的作用。根据精细化描述电 磁波内容的新式《电磁波-频谱表》,对表里列出的电磁波中电波与光波之间的太赫兹波频谱范围,进行深入研究分析之 后,认为太赫兹波频谱范围确定为0.15 太赫兹至6 太赫兹,即波长在2 毫米至50 微米之间才是更为科学合理。这一结果 对于开展太赫兹波深入研究与应用具有重要意义。     

迈克尔逊干涉法精确测量太赫兹频谱及目标速度

搭建了一套迈克尔逊干涉仪,对CO2激光的9P36和9R10谱线泵浦CH3OH气体所产生的频率分别为2.52 THz和3.11 THz的太赫兹激光器输出频谱进行了精细测量。测量系统频率分辨率约为1 GHz,测量结果显示CO2激光泵浦的太赫兹源为单色源并具有极窄的线宽,波长与激光器标称值进行对比具有很好的一致性。基于这套系统实现了对干涉仪动臂目标的运动速度准确测量,提出了两种分别适用于匀速运动和变速运动情况下的速度反演方法,反演结果与设定值均相符。结论表明,迈克尔逊干涉仪不但可以精确测量太赫兹波源的频谱,同时配合单色太赫兹源可以准确测量目标速度,为太赫兹波段光谱、成像等领域的应用奠定基础。     

亚毫米波与太赫兹信号的频谱分析

亚毫米波和太赫兹技术的发展对测试设备提出了更高的频率要求,可以采用频谱仪外接混频器的方式测量亚毫米波和太赫兹信号的频谱。基于谐波混频的原理,提出了利用较低频带的混频器测量更高频率的信号频谱的方法,试验中选用了一个W波段的无预选器的谐波混频器,测量对象是约0.2 THz的信号,利用Visual Basic语言编写程序对测试结果进行分析,测试结果表明这种方法切实可行。     

太赫兹计量研究进展

太赫兹技术的独特性和优越性吸引着众多科学研究者的关注,在生物医药、信息科学、公共安全、量子研究和太空探测等领域具有巨大应用潜力。这些应用的有效性和可信度都需要以太赫兹相关参数的量值溯源为前提。文章以太赫兹光谱、频率、功率和强度等参数为对象,介绍了太赫兹计量研究的最新进展,分析了各种计量技术的特点,以期促进太赫兹计量技术发展,保障太赫兹研究和应用的量值可靠。     

太赫兹科学与技术

太赫兹电磁波段的开发和利用具有重大的科学意义和潜在的应用价值,太赫兹科学技术已经成为本世纪最为重要的科技问题之一,除了本身具有很多重大的科学问题之外,它还是一种非常有效的研究手段。介绍了太赫兹科学技术的发展历史及国内外相关的发展情况,列举了太赫兹波的独特性质,概述了太赫兹科学技术在基础研究领域和应用研究领域的新进展。     

油气资源太赫兹探针表征与评价

正在油气领域,太赫兹方法和技术的应用已初现端倪,并逐渐发展成为一项针对性强、特色鲜明的新型实用技术、围绕油气领域的主要生产环节介绍全国石油和化工行业油气太赫兹波谱与光电检测重点实验室在油气太赫兹探针表征与评价方向的研究成果:(1)开发了具有自主知识产权的油气太赫兹光谱表征与检测装备。(2)利用太赫兹光谱首次同时表征出干酪根油气生成演化过程的主生油和主生气阶段。(3)首次利用太赫兹技术实现了原油痕量含水率以及高含水原油多相体系的检测。(4)实现了油品理化性能(燃烧特性、硫/氮含量、凝点、外场调制等)、油品种类、同份异构体、油气储层岩石性能的太赫兹光谱检测与表征,建立了涵盖整个石油产业链的太赫兹光谱数据库、     

宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究

太赫兹光电导天线广泛应用于宽带脉冲太赫兹波的检测,是太赫兹光谱和成像系统中的重要器件。偶极子光电导天线由于其结构简单、制作容易成为使用最广泛的一类太赫兹光电导接收天线。衡量太赫兹光电导探测天线的一个重要指标是其响应带宽。针对偶极子天线的探测带宽,分别对天线臂长为10、50、150 m的偶极子天线及一种作为对比的178 m的蝶形天线（Bowtie antenna）进行了实验及理论研究。结果显示其探测带宽随天线臂长增加而减小,与微波天线理论一致。进一步的,采用商用电磁场数值仿真软件进行建模仿真,仿真结果与理论及实验结果具有很好的一致性,证实数值仿真已在很大程度上模拟出实际天线的特性,从而为优化结构参数制作大宽带和高灵敏度的太赫兹天线提供支持。同时,对超半球硅衬底透镜对天线接收频谱的影响也进行了探讨。     

太赫兹波探测器的研究进展

太赫兹技术涉及电磁学、半导体物理学、光电子学、材料科学以及微加工技术等多个学科.太赫兹探测器是太赫兹技术应用的关键器件之一.太赫兹电磁波独特的特点,令太赫兹技术在物体成像、射电天文、宽带移动通信、医疗诊断、环境监测等方面具有重大的科学研究价值和广阔的应用前景.文章介绍了太赫兹探测技术的原理及其应用,并在此基础上分析了太赫兹探测器件的最新进展、性能和发展趋势.     

建筑材料的太赫兹谱实验研究

对几种建筑材料(土、石、砖、水泥、木片)的穿透特性进行实验研究,得到了这几种建筑材料的折射率曲线与吸收系数曲线.实验表明,太赫兹辐射对土、石、砖、水泥、木材等建筑材料有较高的透射率.这为把太赫兹辐射用于安检提供了依据.     

几种屏蔽布在太赫兹光谱的实验研究

对灰色、砖红色、深浅迷彩色四种屏蔽布的屏蔽性进行了太赫兹光谱实验研究,得到了这几种屏蔽布的屏蔽效能曲线。实验表明,这几种屏蔽布对太赫兹辐射有很好的屏蔽效能,尤其是灰色屏蔽布的屏蔽效能较好,可用于航空航天及军用仪器设备的屏蔽。若将此类屏蔽布应用在太赫兹波段会有较好的屏蔽效果,会给相应的太赫兹辐射侦查探测带来很大的困难。     

结晶化合物的太赫兹光谱实验研究

对几种结晶化合物(石膏、蓝矾、绿矾、芒硝和明矾)的吸收性进行了实验研究,得到了这几种结晶化合物的折射率曲线和吸收曲线.实验表明,蓝矾、芒硝、明矾等结晶化合物对太赫兹辐射吸收很大,这为太赫兹波段吸波材料的研制方面提供了可能的依据.     

基于分数阶谱的频域广义白化滤波方法

在简要介绍稳定分布统计特性的基础上,描述了稳定分布的谱表示,提出了一种不同于二阶过程功率谱的共变谱密度概念及基于共变函数与共变谱密度的稳定分布白噪声的概念及其判断标准,对传统意义上的白噪声进行了广义化,并依据稳定分布的参数模型,论述了一种基于α谱的频域广义白化滤波方法。仿真实验表明,这种算法是一种在高斯和分数低阶α稳定分布噪声条件下具有良好韧性的白化滤波方法,是对传统的二阶统计量基础上的白化滤波方法的改造与推广。     

Identification tag in the terahertz frequency domain using low-cost and tunable refractive index materials

In the present paper, we propose a new structure of chipless and low-cost tag for data encoding in the terahertz frequency range. The device is based on a multilayer structure in which the thicknesses of the different layers are of the order of the wavelength, i.e., in the submillimeter range. In this device, the information is encoded in the volume of the tag thanks to the adjustable refractive index and low-cost materials, leading to a high level of security. The two main advantages compared to classical radiofrequency identification tags are the absence of metal and the encoding of the information in the volume of the structure, thus limiting the risk of damage during handling and preventing from reverse engineering, for example.     

基于循环前缀频域自相关的OFDM信号频谱感知

针对无线通信频谱资源有限并且利用率非常低的问题,研究了认知无线电系统中基于信号典型特征的频谱感知策略,并进行动态频谱检测.提出了一种基于循环前缀频域自相关的频谱感知算法,利用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号的循环前缀具有循环平稳特性,在信...     

基于幅频谱估计系统时域响应的改进方法研究

为弥补常规最小相位法估计的不足,提出了一种向量拟合法与最小相位法相结合的由幅频谱估计时域响应的改进方法,并通过无限大平面材料和暗箱窗口法测试的仿真数据检验了该方法的可行性.与常规的最小相位估计法相比,该方法减小了因反复进行时频转换而产生的数值误差,受噪声影响小、重复性好.但是对于非最小相位系统,该方法的估计结果会有一定误差.改进的方法可以用来替代常规最小相位估计法.     

基于分形理论的太赫兹光谱识别

介绍了分形的基本概念和分形盒维算法.提出了一种新的太赫兹光谱识别方法.实验中测得了两种中药的太赫兹光谱,算出了它们的盒维数并进行了比较.通过这种方法使不同的药品得到了很好的鉴别.     

面向频谱数据库的电磁频谱检测系统

频谱数据包含无线电信号的全息特征,针对频谱数据结构复杂、数据量大且利用率低的问题,提出一种基于频谱数据库的电磁信号检测系统。在实现通用的频谱检测功能的前提下,将频谱数据实时地保存到数据库中,用于后期有效信息的提取和分析。系统使用上位机向主控模块发送频谱检测的指令,由主控模块驱动信号采集模块进行数据采集并将其存储到数据库中。实例验证了系统的可行性以及数据的准确性,为实现对有限频谱资源的高效利用提供了一种新思路。