太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)及成像應(yīng)用.pdf

1、太赫茲波在毫米波與紅外波之間，因此也被稱為毫米波或紅外波。由于缺乏激發(fā)及探測(cè)太赫茲波的有效方法，所以人們對(duì)于太赫茲波特性的了解比較少，常常被稱為電磁波中的“太赫茲間隙”。太赫茲時(shí)域光譜（THz-TDS，Terahertz Time Domain Spectroscopy）技術(shù)是一種新興的、有效的時(shí)間分辨相干探測(cè)技術(shù)，已成為重要的太赫茲技術(shù)之一。使用太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)獲得樣品的時(shí)域信號(hào)，經(jīng)快速傅里葉變換之后得到樣品在頻域上的振幅和相位信息

2、。太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)具有瞬態(tài)性、寬頻帶、相干性、低能性、無(wú)損探測(cè)、高信噪比、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使 THz-TDS技術(shù)在近些年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用。
　　目前的太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)大多是在自由空間中搭建，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、對(duì)環(huán)境要求高、占用體積大、用一段時(shí)間之后就需要進(jìn)行光路調(diào)整等缺點(diǎn)，不方便攜帶及運(yùn)輸，對(duì)于透射式 THz-TDS與反射式 THz-TDS往往不能搭建在一套系統(tǒng)中。為了克服現(xiàn)有系統(tǒng)的缺點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)并搭建了全光纖

3、透反射一體式太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)和便攜式太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)。并將搭建好的太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)應(yīng)用于成像實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)中。論文的具體工作內(nèi)容如下：
　　與北京大學(xué)施可彬教授組合作，設(shè)計(jì)并搭建了一套1550nm的飛秒光纖激光器，激光器能夠穩(wěn)定的工作在1550nm波段，輸出的飛秒光的平均功率為79mW，重復(fù)頻率為98MHz，脈沖寬度小于100fs。
　　設(shè)計(jì)并制作可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌，將可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌應(yīng)用在全光纖透反射一體式THz-TDS中。使用半導(dǎo)體

4、氦氖激光器搭建太赫茲光路準(zhǔn)直模塊，模塊中氦氖光的傳輸路徑與太赫茲的傳輸路徑相同。經(jīng)優(yōu)化的太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)的性能不輸于商業(yè)化的產(chǎn)品：信噪比大于27dB；動(dòng)態(tài)范圍大于60dB；頻率寬度大于3THz；平行光束的直徑為7mm；太赫茲光束聚焦斑的半高全寬為1.83mm；信號(hào)的穩(wěn)定性非常高。將搭建好的系統(tǒng)應(yīng)用于等相位成像，重構(gòu)出來(lái)的太赫茲圖像具有很好的對(duì)比度和成像效果。
　　設(shè)計(jì)并搭建便攜式太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)，改進(jìn)太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)光路，將