太赫茲時域光譜與新穎太赫茲薄膜器件的研究.pdf

1、太赫茲時域光譜技術以及太赫茲波段的功能薄膜與器件是當前國際上太赫茲研究領域的熱點。本文首先研究了太赫茲時域光譜測量的原理及其應用，著重關注生物和液體樣品在反射測量中所遇到的關鍵問題，并提出了兩種解決該問題的新穎方法，深入分析了相關液體樣品與太赫茲波的相互作用機制。其次研究了太赫茲波段的透明導電薄膜反射鏡和基于導電薄膜的減反射膜，并探索了它們在太赫茲時域光譜測量中的應用。本文的主要內容和創(chuàng)新點如下：
　　1、針對生物和液體樣品的太赫

2、茲時域光譜的反射測量中遇到的來自載物基片下表面的反射波對來自載物基片上表面的樣品反射波的干擾問題，提出了兩種解決該問題的新穎方法，有效地提高了樣品信息的測量精度。方法一是參考基片法，該方法使用一塊與載物基片相同材料特殊厚度的基片去獲取一個參考反射波，該參考反射波被用來消除反射測量中遇到的干擾。方法二是減反射膜法，該方法使用減反射膜來消除反射測量中遇到的干擾。這兩種方法的主要優(yōu)點是操作步驟簡潔且測量精度較高，并可推廣到不同入射角的太赫茲時

3、域光譜反射測量系統(tǒng)中。
　　2、運用瓊斯矩陣理論建立了太赫茲時域光譜的反射測量中太赫茲波的傳播模型。借助該模型，精確地計算出被測液體樣品在太赫茲波段的光學參數。結合相應的理論對實驗結果進行分析，獲得了被測液體樣品的介電常數和弛豫時間等關鍵參數。通過這些參數，深入理解了太赫茲波與液體的相互作用機制，有助于下一步模擬與仿真太赫茲波在生物組織中的傳播過程。
　　3、提出了一種太赫茲波段的摻鋁氧化鋅(AZO)薄膜反射鏡。這種AZO薄

4、膜反射鏡不僅在太赫茲波段具有高反射率，而且在可見光波段具有高透射率。理論分析了該反射鏡的原理，通過實驗檢驗了其在太赫茲波段的高反射率的性能和在可見光波段的高透射率的性能。在太赫茲系統(tǒng)中，常用的反射鏡一般是金屬反射鏡，其通常采用貴金屬制備，導致成本較高價格昂貴。與金屬反射鏡相比較，AZO薄膜反射鏡不僅具有優(yōu)異的光學性能，而且其使用的原料來源豐富且價格便宜。因此AZO薄膜反射鏡在大規(guī)模應用中可顯著降低應用成本。在激光與太赫茲波共存的太赫茲光

5、學系統(tǒng)中，這種AZO薄膜反射鏡可以優(yōu)化系統(tǒng)的光路，具有極高的應用價值。為了檢驗AZO薄膜反射鏡在太赫茲系統(tǒng)中的應用，本文將AZO薄膜反射鏡應用在固體樣品的太赫茲時域光譜的反射測量中，并通過實驗驗證。
　　4、研究了在太赫茲波段下基于導電薄膜的減反射膜。使用 AZO薄膜和超薄金屬薄膜制備出太赫茲波段的減反射膜，并檢驗了這類減反射膜的性能。這類減反射膜不僅具有太赫茲波段的優(yōu)異減反射性能，而且可有效地消除在太赫茲器件中由不同材料之間的折