十字架金属微结构的太赫兹波吸收器研究

设计了一种十字架金属微结构的太赫兹波吸收器,其结构是将金属十字架置于硅基体之上,基体的背面再覆盖一层金属,以此为单元结构经周期排列组成.针对该太赫兹波吸收器提出了一种等效电路分析模型,通过仿真和加工测试证实了该吸收器的中心吸收频率位于0.571THz,吸收率为99.6%,反射率为0.38%,透过率为0,吸收带宽为29GHz.等效电路模型计算结果与测试结果相吻合.结果表明,提出的等效电路模型分析方法是简单有效的,从而为今后太赫兹波器件的研究提供了一种很好的思路.     

连续太赫兹波数字全息相衬成像

太赫兹波具有独特的低能性、高穿透性、惧水性等成像特性,将其应用于相衬成像能够反映物体的内部结构和更加丰富全面的生物信息,在生物医学检测等领域具有重要的应用。其中,太赫兹波数字全息成像是一种可以给出定量的振幅和相位信息的非接触、全场相衬成像方法,是太赫兹成像技术领域的重要研究方向之一。本文基于连续太赫兹源,从离轴式和同轴式数字全息成像的相衬成像原理、光路系统和再现算法多个方面,介绍了相关技术的研究现状,分析了太赫兹源、再现算法等因素对成像分辨率的影响,并对太赫兹数字全息的发展趋势进行了展望。     

微带方形开口环的高效太赫兹波吸收器研究

设计了一种基于微带方形开口环结构的太赫兹波吸收器,它由顶层方形开口环、中间电介质层基体和底层金属板组成.提出一种等效电路模型,利用该模型完成了对太赫兹波吸收器的设计、加工与测试.研究结果表明,吸收器在0.575THz处吸收率高达0.993.通过对器件的物理尺寸及材料参数的灵活调节,经优化设计即可实现对不同频率入射电磁波的高吸收.该吸收器具有结构简单、体积小、吸收率高等优点,有望在频谱成像、热辐射探测等应用中发挥重要作用.     

等离子体中太赫兹波传输及成像探测特性研究

本文根据散射矩阵方法模拟等离子体并建立了非均匀等离子体理论模型,并在此基础上计算了0.1 THz^10 THz频段的全波段太赫兹波在其中的传输特性。根据介质阻挡放电原理在实验室环境下搭建等离子体射流产生装置并产生非均匀等离子体,进行了太赫兹时域光谱(THz-TDS)以及宽带太赫兹源在等离子体中的透射光谱测量以及太赫兹波对等离子体遮挡下目标物的反射成像的试验。理论和实验结果均表明,较高频太赫兹波在等离子体中有良好的穿透性,这为太赫兹波在黑障区的通信以及雷达探测应用打下研究基础。     

用参量法通过LiNbO3晶体产生太赫兹的理论设计

按照参量振荡器的基本原理,从理论上设计了一个太赫兹参量振荡器。根据动量守恒、能量守恒条件以及相位匹配条件,应用铌酸锂(LiNbO3)晶体,给出了理论设计过程。画出了频率在太赫兹波段,波长与折射率的关系曲线,分析了太赫兹参量振荡器的非共线相位匹配条件,确定了晶体形状及其切割角、输出太赫兹波的可调谐范围,并画出了晶体为铌酸锂时相应的曲线,根据有效的输出功率,最后设计出最佳的太参量振荡器的结构。     

磁场对太赫兹发射器的增强作用

在分析半导体表面太赫兹发射器的辐射机理的基础上,对磁场对太赫兹发射器的增强效果进行分析,并给出太赫兹电磁辐射的功率增强因子表达式。     

慢波结构加工精度对太赫兹表面波振荡器的性能影响

随着频率的升高,慢波真空电子器件中慢波结构的尺寸迅速缩小。为给太赫兹波段器件的设计和加工提供指导,研究了慢波结构加工精度对0.34 THz过模表面波振荡器的性能影响。采用小信号理论和自行研制的全电磁粒子模拟软件UNIPIC,模拟分析了矩形波纹慢波结构的周期、深度和宽度等参数在设计值附近变化时,热腔色散曲线和输出脉冲的频率、功率、起振时间及脉宽等关键参数的变化。结果表明:器件工作点对慢波结构的尺寸精度比较敏感,使得输出太赫兹脉冲的特征产生较大波动;10%的深度和周期公差将导致器件没有输出,宽度则容许近20%的加工公差。最后采用微细电火花工艺给出了不锈钢慢波结构的加工实例,并讨论了提高慢波结构加工精度的方法。     

太赫兹波计算鬼成像:原理和展望

本文立足于太赫兹波成像领域近年来备受关注的研究热点—太赫兹波计算鬼成像,首先回顾了鬼成像从量子到经典再到计算的历史过程,然后阐述了计算鬼成像的数学原理,随后综述了计算鬼成像在太赫兹波段的发展历程,及其在超衍射分辨成像、石墨烯光电导成像、太赫兹光谱成像等方面的应用,并在最后展望了太赫兹波计算鬼成像的发展前景:计算鬼成像作为一种成像手段,可以绕开在太赫兹频段缺乏经济高效的焦面阵列式探测器的难题,但目前的成像帧率还难以满足快速成像的应用需求,相信在未来随着器件性能的提升和成像算法的优化,其成像帧率可以得到大幅提升。     

基于喷射效应的太赫兹高分辨成像研究与进展

太赫兹(THz)成像技术,因其具有能量低、透射率高、波谱范围宽等独特的分析能力,已经在生物医学、安全检查、航空航天等领域展现出巨大的优势及潜在的应用价值,但是较低的空间分辨率制约了太赫兹成像技术的进一步应用。太赫兹波通过具有适当折射率的介质结构产生的“太喷射”效应调控亚波长尺寸太赫兹光场,突破衍射极限对显微系统空间分辨率的限制,同时不损失光场能量和光谱信息,实现高通量、超宽谱的远场太赫兹高分辨成像。本文首先介绍基于纳米喷射的微球透镜显微技术,接着介绍基于太喷射的太赫兹显微技术,最后对基于喷射效应的太赫兹高分辨成像技术的前景做了展望。     

太赫兹波双路比较法葡萄糖溶液浓度测量研究

利用返波振荡器作为太赫兹波辐射源搭建了双路比较透射式葡萄糖水溶液浓度测量系统.测量了D-葡萄糖、D-(+)-葡萄糖、α-D-葡萄糖3种葡萄糖溶液,实验结果表明该测量系统能够有效地克服太赫兹辐射源功率波动对测量的影响,提高测量精度.该系统结构简单、测量快速、准确,可推广应用于其它溶液或气态、固态物质的测量.     

关于太赫兹通信技术的综合分析探讨

THz波段和脉冲光源的认识是在激光技术发展的中后期被人们所逐渐了解的,太赫兹波地频宽较高,而且目前在公开的应用领域还没有进行广泛的频带分配,太赫兹波本身具备着高效的传输速率和极低的散射性,而且安全度相对较高,可以说是一种具有巨大应用前景的通信技术。目前太赫兹通信技术在国内外逐渐被重视,相关的研究也逐渐的深入,形成大致的系统框架。主要阐述太赫兹技术的原理及太赫兹波的基本理论,分析太赫兹通信技术的应用优势及发展成果,并对未来的推广应用做以展望。     

FeNHf软磁薄膜中磁各向异性对太赫兹波调控的研究

本文制备了具有磁各向异性的纳米FeNHf软磁薄膜,表征了FeNHf薄膜的微结构、磁性能、微波磁动力学行为和磁各向异性对太赫兹波传输特性的影响.FeNHf薄膜的难轴方向具有410的磁导率,易轴方向没有磁导率信号,磁各向异性场为2537.65 A/m.FeNHf薄膜在1.04 THz时出现了共振吸收峰,当调控磁化强度方向分...     

太赫兹波段水的介电常数的测量

介电常数是研究电磁问题的一个核心参数。由于水经常作为参考样品来测量其他样品介电常数的校准测量而显得尤为重要。在太赫兹波段,水的介电常数的测量是一个有难度的问题。随着太赫兹时域光谱仪的出现,水的介电常数的测量成为可能。利用太赫兹时域光谱仪测量水的介电常数的步骤为：测量空气时透射率;测量水的透射率,通过透射系数计算水的介电常数。测量结果与理论模型吻合较好,表明时域光谱技术可用于水及相似液体的介电常数测量。     

硅材料的太赫兹波频域特性分析

对不同电阻率的N型硅材料(电阻率从5~100Ω.cm)在太赫兹波波段的折射率、消光系数和吸收系数等特性参数,利用返波振荡器(BWO)太赫兹波系统进行了测试、计算和分析,得到N型硅在0.23 THz到0.375 THz频段范围内的光学特性.表明在这一波段N型硅的太赫兹波吸收系数随着电阻率的增加而减小,吸收系数最小值可达到3.39×10-4cm-1.分析表明,它将是潜在的太赫兹波波导的最佳候选材料.     

太赫兹时域光谱测量薄膜液体的测量极限

由于太赫兹波和薄膜样品的相互作用长度太短,其引起的测量信号相对于参考信号的改变很可能被系统噪声所掩盖。为了解决太赫兹时域光谱测量液体薄膜样品的测量准确性和可靠性评价问题,该文利用不确定度分析理论,从幅值变化和相位变化推导太赫兹测量薄膜液体样品有可信结果的样品厚度临界值模型,从而确定保证测量结果可靠性的临界判据,也就是能够被太赫兹透射式系统探测到的最小薄膜厚度。分析中考虑了在样品-载体交界面的菲涅尔透射、样品中的FabryPérot反射以及在太赫兹波在薄膜样品中的透射影响。该判据可以用来确定一个太赫兹系统的性能是否足够可靠地测量特定厚度的薄膜液体样品。     

SiC和Si_3N_4粉体的太赫兹时域光谱研究

采用太赫兹时域光谱装置测试SiC和Si3N4粉体在0.4～2.4 THz的透射光谱,研究SiC和Si3N4粉体对太赫兹波的吸收性能与其电导率的关系,分析SiC和Si3N4粉体对太赫兹波的散射特性。结果表明,SiC是一种半导体材料,其内部含有较多可以自由移动的载流子,对太赫兹波的吸收较强;Si3N4是绝缘性很好的材料,对太赫兹波的吸收很小;SiC和Si3N4粉体对太赫兹波的散射作用属于瑞利散射,但是测试波长比粉体粒径大得多,散射效果不明显。     

频率漂移不敏感太赫兹波透射测量系统设计

当太赫兹波源频率发生漂移时,由于干涉效应会影响太赫兹波对样品透射测量结果的精度。设计了一种频率漂移不敏感的双光路透射测量系统。用MATLAB建立了F-P干涉效应仿真模型,对参数进行了优化,分析比较了太赫兹波源频率漂移对单路和双路透射测量系统测量精度的影响。结果表明,该测量系统有效地克服了太赫兹辐射源频率漂移对测量的影响,提高了测量精度。     

应用太赫兹技术对云冈石窟不同岩石样品的分析

利用可实现无损检测的太赫兹时域透射光谱系统,测量由云冈石窟第四窟所采集的风化石雕和附近山体深部未被风化的岩石样品的时域谱.用Origin和Matlab软件处理数据得到样品的吸收谱和折射谱.通过比较分析得出,在低频区两组样品的吸收系数差别不大而且吸收都很弱,在高频区未被风化岩石样品的吸收系数大于已风化石雕样品.在整个波段...     

太赫兹时域谱的动物皮革光学特性

利用THz时域谱技术对猪皮、牛皮、羊皮在0.2~1.7 THz波段的吸收特性进行了研究.精确测量其折射率、吸收系数等光学参数用于对皮革成分分析以及质量评价,获得了三种皮革样品的吸收峰位置.该研究成果表明,THz-TDS技术可以用于对皮革成分快速检测.