油气水界面问题一直受到该领域研究人员的普遍关注和重视。在本文中, 采用太赫兹光谱技术研究了厚度分别为 1 mm和 0.5 mm的样品池中油气水的光谱性质并讨论了界面处的频域谱特性。结果表明, 在煤油和水构成的界面处不产生双峰响应, 但是单峰的延迟时间随着位置的移动发生规律性的变化; 在煤油和空气构成的界面处时域谱出现双峰响应, 频谱产生振荡现象, 且当太赫兹测试点中心接触油气界面时振荡现象最显著, 而后逐渐消失。样品池厚度较小时, 频谱振荡现象有所减弱。结果表明太赫兹技术可作为一项安全的测试手段, 用于石油输运过程中油气界面的表征。

太赫兹时域光谱技术是基于飞秒超快激光技术的有效的光谱检测技术, 太赫兹波独特的优势使其成为一种有效的无损检测手段, 并被广泛地应用到各个领域。 然而在样品检测尤其是液体样品检测过程中, 由于Fabry-Perot效应的存在, 太赫兹波在样品、 样品容器、 以及光学元件之间的多次反射, 使时域信号产生回波, 样品的吸收光谱在频域内产生振荡, 有可能会隐藏一些重要的吸收特征。 为了解决这一问题, 对解卷积算法进行改进, 在传统计算模型的基础上, 考虑系统中液体池窗片和光学元件对太赫兹波的非线性吸收, 将包含回波的太赫兹时域信号描述为太赫兹主脉冲与一系列冲击信号和非线性传递函数的卷积。 通过分析, 有效去除回波引起的频谱振荡, 进一步提高太赫兹波段豆油光学参数的测定精度。 实验对比了改进前后0.2～2 THz波段豆油的频谱及吸收谱, 实验结果证明, 与传统的主脉冲截取法相比, 本算法不仅能有效去除回波引起的频谱振荡, 且在相同检测条件下, 可将太赫兹波段豆油样品的频率分辨率由50 GHz有效提高至10 GHz。 该算法不受被测对象参数的影响, 同样适用于其他液体的太赫兹时域光谱测量。 最后对吸收谱中残余的频谱振荡进行了深入分析。