【摘要】：隨著當(dāng)前人們對公共安全的關(guān)心程度日益加強,火工藥劑的檢測與分析變得越來越重要了�；鸸に巹┦潜ㄎ锏暮诵慕M成成分,研究火工藥劑對于研究爆炸物有著重要意義。雖然火工藥劑的飽和蒸氣壓一般非常低,具有揮發(fā)性低的特性,很難通過他們在空氣中的含量進行探測;但是火工藥劑在爆炸物體表面及其周圍物質(zhì)中的殘留則可以持續(xù)存在相當(dāng)長的時間,從而可以通過檢測火工藥劑或其相關(guān)化合物的殘余來探測爆炸物的存在。由于太赫茲具有高透視性、低能性和指紋譜等特性,并且許多火工藥劑分子的轉(zhuǎn)動和振動能級都位于太赫茲波段,因此可以用太赫茲時域光譜技術(shù)獲得火工藥劑的時域譜、頻譜和吸收光譜等信息,從而建立數(shù)據(jù)庫。通過Gaussian軟件對火工藥劑進行分子理論模擬分析,可以觀察出火工藥劑分子在各個頻段的振動情況,進而可以分析火工藥劑的吸收峰形成的原因以及吸收峰所處的頻率。本文主要是用太赫茲時域光譜技術(shù)對五種不同的火工藥劑進行檢測,利用Gaussian09軟件對五種不同的火工藥劑進行分子結(jié)構(gòu)理論模擬分析,然后通過Gaussian View觀察火工藥劑分子在各個頻段的振動情況。主要的研究工作如下:(1)本論文詳細具體地介紹了太赫茲時域光譜(THz-TDS)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及其工作原理。我們實驗室有自主搭建的透射式THz-TDS系統(tǒng),測出的THz光譜圖頻率可以達到3THz,它的信噪比非常高且得到的實驗結(jié)果非常的理想。與此同時,全面地介紹了THz-ABCD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及其工作原理,這套系統(tǒng)所測得的光譜圖的頻率可以達到10THz,但是6THz以上的圖譜信燥比低且誤差比較大,所以一般選取6THz以內(nèi)的光譜進行實驗研究。(2)本論文利用THz-ABCD系統(tǒng)對濕度為15%水蒸氣進行檢測,得到它的寬帶THz吸收光譜圖,把它的特征吸收峰摘錄出來去除火工藥劑的可疑吸收峰。用THz-ABCD系統(tǒng)對五種不同的火工藥劑 HMX(1,3,5,7-tetranitroperhydro-1,3,5,7-tetrazocine)、RDX(1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazine)、PETN (pentaery-thritotetranitrate)、LLM-105(2,6-diamino-3,5-diamino-3,5-dinitrop-yrazine-1-oxidated)、TATB(1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene)進行檢測,得到它們的時域光譜跟頻域光譜,通過計算得到它們的頻率范圍為0.5～6.0THz的寬帶THz吸收光譜。(3)用 Gaussian09 軟件分別對 HMX、RDX、PETN、LLM-105、TATB 這五種火工藥劑的分子進行結(jié)構(gòu)模擬優(yōu)化以及吸收頻率的計算,選用的方法是密度泛函理論(DFT),選用的基組是6-31G和6-311G。通過Gaussian View得到理論模擬的吸收光譜圖,同時可以觀察到在吸收峰位置處的分子振動跟轉(zhuǎn)動情況,然后與實驗結(jié)果進行對比,以此來進行指認吸收峰的歸屬以及形成的原因。
【圖文】：

圖 1-1 THz 波在電磁波譜中的位置Fig.1-1 THz in the electromagnetic spectrum相干激發(fā)源，隨光導(dǎo)天線、光整流等技術(shù)的問世，從此 THz 波的研究展。直到 1988 年，D.Grischkowsky 和 C.Fattinger 等人發(fā)明了 THz 時域DS）[25]，太赫茲波譜的利用價值得到了巨大的提升。 THz 波譜技術(shù)的不斷發(fā)展，許多國家在 THz 波譜技術(shù)方面投入了大財力。2006 年，，美國將 THz 列為國防重點學(xué)科美國國家基金會（NSFASA）和國防部高技術(shù)局（DARPA）等重要國家部門都對許多高等學(xué)Hz 領(lǐng)域給予了大量的資金資助。[26-29]。英國盧瑟福國家重點實驗室與的十幾所大學(xué)都在不斷的積極開展 THz 研究工作[30,31]。俄羅斯國家科，同時多所大學(xué)也對 THz 技術(shù)進行了技術(shù)開發(fā)。2005 年，日本將 TH十年“國家支柱技術(shù)重點戰(zhàn)略目標(biāo)”之首[32]。2007 年，中國首個太赫究發(fā)展計劃“太赫茲重要輻射源、探測及應(yīng)用的基礎(chǔ)研究”通過審批。學(xué)、天津大學(xué)、西安理工大學(xué)等國內(nèi)高等院校先后開展了對 THz 波技且取得了一定的成果。由此可見，THz 技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外掀起了一陣

射到加有偏置電壓的光電導(dǎo)天線上產(chǎn)生太赫茲輻射源，探測光通過光學(xué)同時匯聚到探測晶體上，通過控制泵浦光與太赫茲脈沖之間的時間延赫茲信號的電壓值得變化，通過計算機繪制出單個的太赫茲信號的時轉(zhuǎn)換，可以得到太赫茲波光譜中的物理化學(xué)信息，再經(jīng)過計算可以得到學(xué)常數(shù)。-TDS 系統(tǒng)按照實驗裝置的不同，可以分為透射式時域光譜系統(tǒng)和透射實驗室主要是透射式 THz-TDS 系統(tǒng)，還有由電離空氣產(chǎn)生太赫D 系統(tǒng)。透射型 THz-TDS 系統(tǒng)文使用的的THz-TDS系統(tǒng)是由我們實驗室自行搭建的透射型的THz-圖如圖 2-1 所示。它所組成的系統(tǒng)器件為太赫茲光源、超短脈沖飛秒激點動平移臺、光學(xué)器件、斬波器、鎖相放大器等器件。接下來將一一介太赫茲輻射源：實驗所采用的是半絕緣 GaAs 光電導(dǎo)開關(guān)作為 THz 源
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O441.4;TQ560.72

【參考文獻】

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本文編號：2709933