【摘要】：礦物晶體是礦產(chǎn)資源的重要組成部分,是國民經(jīng)濟的重要支柱,礦物晶體演化的研究對于地質(zhì)找礦、了解晶體演化過程及改善晶體品質(zhì)具有重要意義。本文利用太赫茲時域光譜系統(tǒng)對常見的鹽巖礦物晶體的演化進行表征,從常見礦物單晶入手,逐步擴展到混合晶體、天然礦物晶體,結(jié)合X射線衍射裝置和光學(xué)顯微鏡手段,初步建立起礦物晶體演化的太赫茲光譜表征方法。本文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)利用太赫茲時域光譜系統(tǒng),對人工生長的鹽巖礦物單晶(KCl、Na_2SO_4、石膏)進行檢測,結(jié)合X射線衍射和光學(xué)顯微鏡,發(fā)現(xiàn)太赫茲光學(xué)參數(shù)(吸收系數(shù)、折射率)能反映晶體演化過程中包裹體面積和結(jié)晶水的變化情況,初步建立起礦物單晶演化的太赫茲光譜表征手段。(2)對人工生長的NaCl、KCl混合晶體進行檢測,改變混合晶體生長溫度和含量配比,建立了太赫茲光學(xué)參數(shù)與混合晶體含量配比和生長溫度的模型,實現(xiàn)了太赫茲光譜技術(shù)同時檢測混合晶體的組分含量和生長溫度。(3)利用太赫茲時域光譜系統(tǒng)探測天然礦物晶體(石鹽晶體,石膏、石鹽和鈣芒硝混合晶體),為復(fù)雜天然晶體的太赫茲光譜檢測奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

對研究方法提出了更高的要求，因此，新方法和新技術(shù)的應(yīng)用仍是值得研究的方向，運用新技術(shù)研究礦物晶體將會得到更多有用的信息。1.3 太赫茲光譜技術(shù)1.3.1 太赫茲輻射簡介太赫茲波是指頻率處在 0.1THz 到 10THz 波段內(nèi)，對應(yīng)波長范圍為 3mm 至30μm 的電磁波。如圖 1.1 所示，太赫茲波頻率位于微波和紅外線之間，處于宏觀經(jīng)典理論向微觀量子理論、電子學(xué)向光子學(xué)的過渡區(qū)域，能量介于光子和電子之間[33]。由于太赫茲波所處的特殊頻段，既不能完全利用光學(xué)理論來解釋其特性，也不能完全使用微波理論來解釋，因此二十世紀九十年代以前，太赫茲波研究止步不前，被稱為“太赫茲空白”。直到九十年代之后，由于新材料新技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是超材料和超快技術(shù)的發(fā)展，太赫茲技術(shù)才能突破瓶頸得以迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用[34]。

茲時域光譜技術(shù)是一種相干探測技術(shù)，能夠同時獲得太赫茲脈位信息，通過對時間波形進行傅立葉變換能直接得到樣品的吸光學(xué)參數(shù)。太赫茲時域光譜有很高的探測信噪比和較寬的探測很高，可以廣泛應(yīng)用于多種樣品的探測。的太赫茲時域光譜系統(tǒng)如圖 1.2 所示，主要由飛秒激光器、太太赫茲輻射探測裝置和時間延遲控制系統(tǒng)組成。飛秒激光器產(chǎn)分束鏡后被分為兩束，一束激光脈沖（泵浦脈沖）經(jīng)過時間延赫茲輻射源上產(chǎn)生太赫茲輻射，另一束激光脈沖（探測脈沖）入射到太赫茲探測器件上，，通過調(diào)節(jié)探測脈沖和太赫茲脈沖之探測出太赫茲脈沖的整個波形。茲時域光譜系統(tǒng)分為透射式和反射式兩種，它既可以進行透射射探測，還可以在泵浦-探測的方式下研究樣品的時間動力學(xué)品和不同的測試要求可以采用不同的探測裝置。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P574;O441.4

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