發(fā)布時間：2021-08-15 13:46

　　太赫茲（Terahertz,THz）電磁波是指頻率范圍在0.1THz¹0THz之間,波長介于0.03mm³0mm的電磁波。其又被稱為太赫茲波、T射線。由于太赫茲波在電磁波譜中處于特殊的位置,使其擁有高穿透性、瞬態(tài)性、低能性和相干性等獨(dú)特性質(zhì),在學(xué)術(shù)和應(yīng)用方面有非常巨大的潛力。所以其在生物醫(yī)、通信、食品安全、公共安全等領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用成果。太赫茲技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵之處在于太赫茲輻射源的發(fā)展。真空電子輻射源因其效率高,功率大的特點(diǎn),備受矚目。然而由于尺度效應(yīng),這類器件在從微波頻段提升至太赫茲頻段的研究中遭遇瓶頸。單一的從縮小器件尺寸上這一方法著手難以提升真空電子輻射源的頻率。而Smith-Purcell超輻射效應(yīng)可以通過輻射出高次諧波這一方法以提升電磁波的頻率。為了實(shí)現(xiàn)太赫茲真空輻射源的小型化,本文對Smith-Purcell高次諧波超輻射效應(yīng)進(jìn)行了理論研究和模擬研究,并搭建了Smith-Purcell超輻射驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)平臺,完成了部分實(shí)驗(yàn)工作。其中Smith-Purcell高次諧波超輻射的研究,本文通過理論分析了周期結(jié)構(gòu)的色散特性,調(diào)整和優(yōu)化... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電磁波譜

全等領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用成果。（一）太赫茲技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域，太赫茲波能夠發(fā)揮其自身的優(yōu)勢。如：1）太赫茲波對水極為敏感，生物體內(nèi)富含水，所以太赫茲波在生物組織的成像擁有非常高的靈敏度，其可以成為生物醫(yī)學(xué)檢測的新型工具。2）與X射線相比，太赫茲波低能性的特點(diǎn)，使其在使用當(dāng)中，不會對生物組織造成任何傷害。3）太赫茲波擁有比微波毫米波更高的空間分辨率和信噪比，而與頻率更高的光波作對比，其還能獲得分子組成信息。使其能夠填補(bǔ)其他電磁科學(xué)技術(shù)在成像方面的空白。(a)(b)圖1-2糖尿病足組與對照組的水含量的比較[7](a)對照組太赫茲成像圖；(b)糖尿病足組太赫茲成像圖

第一章緒論3（二）太赫茲技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用在毫米波段，用于通信的頻段已經(jīng)越來越稀缺，人們對于頻段的需求使得通信頻段只能不斷升高至太赫茲波段。而剛好太赫茲波具有頻率高、波長短的特點(diǎn)，使其在通信中傳輸信息容量更大，定向性更好。并且太赫茲也具有低能性，在日常使用不會對人體造成傷害。此外，太赫茲波長更短，可以使太赫茲器件、天線和系統(tǒng)變得更孝更緊湊，適合于高速空間通信。（三）太赫茲技術(shù)在食品安全監(jiān)測中的應(yīng)用物質(zhì)內(nèi)部組成信息是可以通過太赫茲時域光譜技術(shù)(THz-TDS)進(jìn)行分析，這是因?yàn)樗梢詼y量太赫茲脈沖中包含的光譜來確定樣品的復(fù)介電常數(shù)[10]。這種技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的測定，并在大量的文獻(xiàn)中被報(bào)道過。太赫茲時域光譜技術(shù)可有效檢測和測定食品中添加劑的含量，保證食品安全[11][12][13][14]。（四）太赫茲技術(shù)在公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用太赫茲波對有機(jī)物大分子、毒品、爆炸物等具有獨(dú)特的吸收光譜，并且其具有良好的穿透性和安全性，因此，太赫茲成像系統(tǒng)可以成為新一代國家反恐安全的重要手段。在亞太赫茲波段使用連續(xù)波輻射進(jìn)行無損成像已經(jīng)成為一種新的技術(shù)從20世紀(jì)70年代開始研究[15][16]。圖1-3為L-3公司的ProVision系列主動式太赫茲人體成像安檢設(shè)備。圖1-3主動式太赫茲人體成像安檢設(shè)備（四）太赫茲技術(shù)在基礎(chǔ)科學(xué)研究的應(yīng)用在物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、天文學(xué)和材料科學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)研究方面，THz波可作為一種特殊而有效的探針，對物質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行深入研究，提供關(guān)于物質(zhì)的物理、化學(xué)及生物成分、波譜特性、分子、量子互作用過程等重要信息；也是生物分子探測極為重要的新型研究手段。特別是強(qiáng)THz可能誘發(fā)物質(zhì)內(nèi)部非線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于THz技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)無損檢測研究[J]. 蔣玉英,葛宏義,廉飛宇,張?jiān)?夏善紅.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(08)
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[3]苯甲酸與苯甲酸鈉的太赫茲光譜和振動模式分析[J]. 鄭轉(zhuǎn)平,范文慧,閆慧,劉佳,徐利民.  光譜學(xué)與光譜分析. 2013(03)
[4]太赫茲技術(shù)的發(fā)展及在雷達(dá)和通訊系統(tǒng)中的應(yīng)用（Ⅱ）[J]. 鄭新,劉超.  微波學(xué)報(bào). 2011(01)
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[6]太赫茲技術(shù)的發(fā)展及在雷達(dá)和通訊系統(tǒng)中的應(yīng)用（Ⅰ）[J]. 鄭新,劉超.  微波學(xué)報(bào). 2010(06)
[7]開放光柵中史密斯-帕塞爾超輻射機(jī)理研究[J]. 劉文鑫,楊梓強(qiáng),張祖存,蘭峰,史宗君,梁正,劉盛綱.  紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2008(02)
[8]基于光學(xué)方法的太赫茲輻射源[J]. 孫博,姚建銓.  中國激光. 2006(10)
[9]太赫茲科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展[J]. 劉盛綱.  中國基礎(chǔ)科學(xué). 2006(01)

碩士論文
[1]太赫茲Smith-Purcell超輻射的模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 操岳恒.電子科技大學(xué) 2018



本文編號：3344664