【摘要】：材料在太赫茲頻段的光學參數(shù)是其在太赫茲領域應用的基礎,但是由于長期以來太赫茲源與探測器的研究不夠成熟,測量方法仍不夠完善,太赫茲頻段材料光學參數(shù)數(shù)據(jù)也相對缺乏,直接影響了太赫茲科學技術及應用的發(fā)展。隨著近年來太赫茲技術的進步,新型太赫茲源、探測技術及太赫茲雷達、成像、光譜等應用領域的發(fā)展需要獲得完備的材料光學參數(shù)信息,因此,太赫茲頻段光學參數(shù)的測量工作也受到了越來越多的關注。本文正是基于此需求,開展了太赫茲頻段光學參數(shù)的測量技術研究工作。本文主要研究了三種光學參數(shù)測量方法,分別為:1.太赫茲時域光譜(TDS)技術。利用太赫茲時域光譜所得到的電場強度及相位信息,根據(jù)菲涅耳方程等可獲得材料的折射率、吸收系數(shù)等數(shù)據(jù),對兩種不同生長方式的磷鍺鋅(ZnGeP_2,ZGP)晶體進行了測量,得到了0.2-3THz范圍不同偏振方向的光學參數(shù)信息。2.基于不含相位信息的遠紅外傅里葉光譜儀(FTIR)光譜測量數(shù)據(jù),提出了基于多光束干涉原理的材料光學參數(shù)提取方法,對ZGP在0.5-6THz范圍的光學參數(shù)進行了測量并與TDS測量結果進行了對比,驗證了該方法的可行性并拓寬了光學參數(shù)的測量范圍。3.對于透射模式無法測量的材料如金屬等,研究了利用反射譜及Kramers-Kronig(K-K)關系獲取材料光學參數(shù)的理論及方法。利用TDS測量的硅反射譜通過K-K關系計算得到的光學參數(shù)與透射式直接提取的光學參數(shù)進行比較,驗證了K-K關系處理方法的可行性,并基于鋁的反射譜數(shù)據(jù)成功獲得了其太赫茲頻段的光學參數(shù)。此外,利用CO_2激光抽運的太赫茲激光器搭建了一套邁克爾遜干涉儀實驗測量系統(tǒng),對2.52THz和3.11THz的太赫茲頻譜進行了測量,系統(tǒng)頻率分辨率為1GHz左右。測量結果顯示,該太赫茲源為單色源并具有極窄的線寬,波長與激光器標稱值進行對比具有很好的一致性�；谶@套系統(tǒng)對干涉儀動臂目標的運動速度進行了測量,在勻速運動和變速運動情況下測量結果與設定值均相符。結果表明,邁克爾遜干涉儀可以用于精確測量太赫茲波源的頻譜,同時配合單色太赫茲源可以準確測量目標速度,為太赫茲波段光譜、成像等領域的應用奠定基礎。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O441
【圖文】：

處于光子學和電子學的過渡區(qū)域。THz 波的頻率分布如圖 1-1 所示。茲這個概念的提出，在時間上并不久遠，在此之前，光學領域將該頻段稱為外光，而電子學領域則稱其為毫米波和亞毫米波。太赫茲頻段兩側的微波和頻段的相關研究和技術已經(jīng)較為成熟和完善，大量技術實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化且應用廣是對于太赫茲技術來說，由于 THz 源和探測技術發(fā)展的限制，THz 頻段曾是電磁波譜上的一個研究的空白區(qū)域，被稱為太赫茲空隙（TerahertzGap）。 多年來，THz 領域的研究進展突飛猛進，取得了巨大進步，但是仍然有許面亟待完善和深入。

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【參考文獻】

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本文編號：2715920