作者单位
摘要
北京环境特性研究所, 北京 100854
太赫兹时域光谱技术是材料介电参数测量的重要方法, 是材料研究、 鉴别和分析的重要工具。 太赫兹时域光谱技术是一种太赫兹频段的相干探测技术, 可以同时获得太赫兹波的幅度和相位信息, 通过透射测量、 反射测量可获得材料的复透射率或复反射率来反演材料的电磁参数。 在实际中, 大多数被测材料太赫兹波无法穿透, 或者不满足透射材料参数反演需要的弱吸收近似, 因此反射测量更具应用价值。 在已发表的研究结果中, 研究人员仍普遍采用透射测量的方案, 很少见使用反射测量方案获取材料参数。 究其原因, 在反射测量时, 由于样品和参考板位置的放置误差很难消除, 从而导致无法准确提取反射相位。 将光学领域广泛使用的Kamers-Kronig关系应用于太赫兹时域光谱系统反射测量中, 以解决反射测量中无法准确获得相位信息从而无法提取介电参数的问题。 为了验证Kamers-Kronig关系的准确性, 一方面, 通过透射、 反射方法分别测量硅材料的复透射率、 复反射率并反演了其材料参数, 两者的反演结果一致性较好。 另一方面, 利用同一组硅的反射测量数据分别用Kamers-Kronig关系和最大熵法对其材料参数进行反演, 两种处理方法也可以实现相互印证, 进一步确保了提取数据的可靠性。 对Kamers-Kronig关系和最大熵方法所取得的结果进行了对比讨论, 通过Kamers-Kriong关系和最大熵法获得的折射率、 消光系数以及复介电参数结果一致性较好, 且基于Kamers-Kriong反演了一种精神药物的吸收谱, 与透射结果做了比对。 结果表明, Kamers-Kronig关系非常适合提取材料光学参数和吸收谱, 且相比最大熵法其普适性更强, 甚至对于无法获取相位信息的非相干测量系统依然适用, 但该方法需要整个频段的反射率幅度信息, 对于没有测量的频率需要进行外推, 对于反射率随频率变化不大的物质更加适用。 该研究成果对于利用反射式太赫兹时域光谱系统获取材料太赫兹波段的光学参数提供了一种有效方法, 可解决绝大数情况下反射测量参数提取问题, 对太赫兹时域光谱技术的实际应用具有重要意义。
太赫兹 Kamers-Kronig关系 反射 材料参数反演 Terahertz Kamers-kronig relationship Reflection Material parameters 
光谱学与光谱分析
2021, 41(1): 105
作者单位
摘要
电磁散射重点实验室, 北京 100854
给出了ZnTe电光晶体折射率和吸收系数随太赫兹波频率而变化的计算曲线, 比较了太赫兹波在ZnTe中传播时的相速度和群速度。通过与太赫兹频率和晶体厚度相关的电光效率响应函数, 理论计算了ZnTe电光晶体对太赫兹脉冲的探测电光响应, 得到了晶体厚度与探测到的太赫兹频谱宽度的定性关系, 从计算结果中找到了ZnTe电光晶体在5.3 THz和6.2 THz等多个频点的探测盲点, 这些探测盲点来自于ZnTe电光晶体与相应频点太赫兹波的栅格共振吸收。结合自制的大口径太赫兹光导天线和1 kHz脉冲重复频率的太赫兹时域光谱实验系统, 通过差分探测技术, 从实验上得到了太赫兹波极化方向与〈110〉型ZnTe晶体晶轴方向的六个最佳匹配角度, 给出了太赫兹电场最大值随晶轴与太赫兹波极化方向之间夹角变化的曲线及经验公式, 这将有利于在实践中对该现象的深入理解和对探测灵敏度的有效提高。
太赫兹探测 ZnTe晶体 电光响应 terahertz detection ZnTe crystal electric-optic response 
红外与激光工程
2019, 48(12): 1219001
作者单位
摘要
电磁散射重点实验室, 北京 100854
为测量太赫兹时域光谱散射测量系统的静区场强分布, 以确定后续测量目标的尺寸, 将金属球在静区三维方向上移动测量回波, 分别采用不同软件处理实验数据并得到不同类型的数据拟合曲线, 由拟合曲线得到了静区的三维空间范围。通过不同类型的曲线拟合发现, 相对于入射波方向在静区横截面的两维方向上, 电场强度分布近似为高斯分布, 而在入射波方向上的场强分布在某一范围内存在波动现象。还对系统的线性度进行了测量, 结果显示了系统具有良好的线性度。
太赫兹时域光谱 静区 场强 拟合曲线 terahertz time-domain spectroscopy quiet zone electric field intensity fitting curve 
红外与激光工程
2016, 45(11): 1125003
作者单位
摘要
首都师范大学物理系, 北京市太赫兹波谱与成像重点实验室, 太赫兹光电子学教育部重点实验室, 北京100048
太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对物质进行无损检测是太赫兹应用领域的一个研究热点。 针对近日报道检查出部分麦当劳的“麦乐鸡”添加剂中含有的一种化学成分——特丁基对苯二酚(TBHQ)含量超标, 应用太赫兹无损检测技术对其作定性识别。 测得该种化学成分在0.2~2.2 THz的吸收谱和折射率曲线, 并将其以不同比例与面粉均匀混合, 测得混和物和面粉在0.2~2.2 THz的吸收谱。 同时对TBHQ进行理论模拟作为对比。 结果表明, 通过太赫兹波段吸收曲线的特征差异检测TBHQ是可行的, 为无损食品添加剂的检测提供一种新型的方法。
太赫兹时域光谱 特丁基对苯二酚(TBHQ) 面粉 频谱 吸收谱 Terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) Tert-butylhydroquinone(TBHQ) Flour THz spectra Absolute absorption spectrum 
光谱学与光谱分析
2011, 31(7): 1809
作者单位
摘要
首都师范大学物理系,北京市THz波谱与成像重点实验室, THz光电子学教育部重点实验室, 北京 100048
概述了利用光整流、光电导天线、参量振荡、空气等离子体等方式产生太赫兹(THz)波,以及利用电光取样、光电导天线、空气等离子体等探测THz波的方法。阐述了THz时域光谱技术以及近年来发展的异步电光取样技术。讨论了THz技术在各领域的应用。重点介绍了本课题组近年来致力于THz检测技术在毒品检测识别方面的研究情况。建立了含有38种纯度在90%以上的THz毒品谱库,并采用人工神经网络、支持向量机等方法对毒品进行计算机自动识别,研究确定了毒品纯度和有效成分含量的理论和实验方法。用高斯软件对个别品种,如甲基苯丙氨(MA)、氯氨酮、海洛因进行了光谱解析,研究结果为实现毒品的实验室检测提供了依据。最后,简单综述了THz技术的发展前景。
THz波 无损检测 光谱分析 异步电光取样 综述 terahertz wave generation detection air plasma asynchronous electro-optic sampling inspectionof drugs 
中国光学
2010, 3(3): 209

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