本文關鍵詞：太赫茲時域光譜與新穎太赫茲薄膜器件的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：太赫茲時域光譜技術以及太赫茲波段的功能薄膜與器件是當前國際上太赫茲研究領域的熱點。本文首先研究了太赫茲時域光譜測量的原理及其應用,著重關注生物和液體樣品在反射測量中所遇到的關鍵問題,并提出了兩種解決該問題的新穎方法,深入分析了相關液體樣品與太赫茲波的相互作用機制。其次研究了太赫茲波段的透明導電薄膜反射鏡和基于導電薄膜的減反射膜,并探索了它們在太赫茲時域光譜測量中的應用。本文的主要內容和創(chuàng)新點如下:1、針對生物和液體樣品的太赫茲時域光譜的反射測量中遇到的來自載物基片下表面的反射波對來自載物基片上表面的樣品反射波的干擾問題,提出了兩種解決該問題的新穎方法,有效地提高了樣品信息的測量精度。方法一是參考基片法,該方法使用一塊與載物基片相同材料特殊厚度的基片去獲取一個參考反射波,該參考反射波被用來消除反射測量中遇到的干擾。方法二是減反射膜法,該方法使用減反射膜來消除反射測量中遇到的干擾。這兩種方法的主要優(yōu)點是操作步驟簡潔且測量精度較高,并可推廣到不同入射角的太赫茲時域光譜反射測量系統(tǒng)中。2、運用瓊斯矩陣理論建立了太赫茲時域光譜的反射測量中太赫茲波的傳播模型。借助該模型,精確地計算出被測液體樣品在太赫茲波段的光學參數(shù)。結合相應的理論對實驗結果進行分析,獲得了被測液體樣品的介電常數(shù)和弛豫時間等關鍵參數(shù)。通過這些參數(shù),深入理解了太赫茲波與液體的相互作用機制,有助于下一步模擬與仿真太赫茲波在生物組織中的傳播過程。3、提出了一種太赫茲波段的摻鋁氧化鋅(AZO)薄膜反射鏡。這種AZO薄膜反射鏡不僅在太赫茲波段具有高反射率,而且在可見光波段具有高透射率。理論分析了該反射鏡的原理,通過實驗檢驗了其在太赫茲波段的高反射率的性能和在可見光波段的高透射率的性能。在太赫茲系統(tǒng)中,常用的反射鏡一般是金屬反射鏡,其通常采用貴金屬制備,導致成本較高價格昂貴。與金屬反射鏡相比較,AZO薄膜反射鏡不僅具有優(yōu)異的光學性能,而且其使用的原料來源豐富且價格便宜。因此AZO薄膜反射鏡在大規(guī)模應用中可顯著降低應用成本。在激光與太赫茲波共存的太赫茲光學系統(tǒng)中,這種AZO薄膜反射鏡可以優(yōu)化系統(tǒng)的光路,具有極高的應用價值。為了檢驗AZO薄膜反射鏡在太赫茲系統(tǒng)中的應用,本文將AZO薄膜反射鏡應用在固體樣品的太赫茲時域光譜的反射測量中,并通過實驗驗證。4、研究了在太赫茲波段下基于導電薄膜的減反射膜。使用AZO薄膜和超薄金屬薄膜制備出太赫茲波段的減反射膜,并檢驗了這類減反射膜的性能。這類減反射膜不僅具有太赫茲波段的優(yōu)異減反射性能,而且可有效地消除在太赫茲器件中由不同材料之間的折射率不匹配所引起的多余反射的干擾,提高太赫茲系統(tǒng)的性能。在減反射膜的基礎上,首次提出了一種使用減反射膜的新穎方法,解決反射測量中遇到的干擾問題。該方法應用在生物和液體樣品的太赫茲時域光譜的反射測量中,可有效地消除來自載物基片下表面的反射波對來自載物基片上表面的樣品反射波的干擾,提高樣品信息的測量精度。這類減反射薄膜與基于超材料和納米結構的減反射薄膜相比較,其制備方法簡單且成本低廉,適合大規(guī)模應用。
【關鍵詞】：太赫茲時域光譜 參考反射波 摻鋁氧化鋅 減反射膜
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O441.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 太赫茲波的物理性質12-13
• 1.2 太赫茲波的產生和探測13-15
• 1.3 太赫茲時域光譜技術的研究背景及其進展15-18
• 1.4 太赫茲波段反射鏡的研究背景及其進展18-20
• 1.5 太赫茲波段減反射薄膜的研究背景及其進展20-23
• 1.6 本文的創(chuàng)新點與主要工作23-26
• 1.6.1 選題依據(jù)23-24
• 1.6.2 主要研究內容24
• 1.6.3 本論文內容安排24-26
• 第二章 太赫茲時域光譜的測量原理及兩種新穎的測量方法26-54
• 2.1 引言26
• 2.2 太赫茲時域光譜的透射測量26-32
• 2.2.1 固體樣品時域光譜的透射測量原理26-29
• 2.2.2 生物和液體樣品時域光譜的透射測量原理29-32
• 2.3 太赫茲時域光譜的反射測量及兩種新穎的測量方法32-53
• 2.3.1 反射測量生物和液體樣品遇到的關鍵問題32-34
• 2.3.2 提出兩種新穎方法解決反射測量遇到的問題34-37
• 2.3.3 太赫茲時域光譜的反射測量建模37-53
• 2.3.3.1 瓊斯矩陣理論37-40
• 2.3.3.2 生物和液體樣品時域光譜的反射測量建模40-47
• 2.3.3.3 固體樣品時域光譜的反射測量建模47-53
• 2.4 本章小結53-54
• 第三章 太赫茲時域光譜實驗及太赫茲波與液體的作用機制分析54-74
• 3.1 引言54-55
• 3.2 固體樣品光譜的透射測量實驗55-59
• 3.2.1 透射測量固體樣品的時域波形55-57
• 3.2.2 基于透射實驗計算固體樣品的光學參數(shù)57-59
• 3.3 液體樣品光譜的反射測量實驗59-67
• 3.3.1 反射測量液體樣品的實驗儀器59-61
• 3.3.2 參考基片法與傳統(tǒng)方法的對照實驗61-65
• 3.3.3 基于反射實驗計算液體樣品的光學參數(shù)65-67
• 3.4 極化液體與太赫茲波的作用機制分析67-72
• 3.4.1 水與太赫茲波的作用機制67-70
• 3.4.2 相關極化液體與太赫茲波的作用機制70-72
• 3.5 本章小結72-74
• 第四章 AZO薄膜反射鏡的研究及應用74-90
• 4.1 引言74-75
• 4.2 太赫茲反射鏡的原理75-82
• 4.2.1 金屬反射鏡的原理75-78
• 4.2.2 AZO薄膜反射鏡的原理78-82
• 4.3 AZO薄膜的制備及測試82-83
• 4.4 AZO薄膜反射鏡的性能測試83-86
• 4.5 AZO薄膜反射鏡在太赫茲時域光譜反射測量中的應用86-89
• 4.5.1 固體樣品時域光譜的反射測量實驗86-89
• 4.6 本章小結89-90
• 第五章 基于導電薄膜的減反射膜的研究及應用90-112
• 5.1 引言90
• 5.2 太赫茲波段減反射薄膜的理論90-96
• 5.2.1 干涉理論90-92
• 5.2.2 波阻抗匹配理論92-96
• 5.3 AZO薄膜的減反射性能的研究96-104
• 5.3.1 AZO薄膜的減反射分析96-101
• 5.3.2 AZO薄膜的減反射性能測試101-104
• 5.4 金屬薄膜的減反射性能測試104-108
• 5.5 減反射薄膜在太赫茲時域光譜反射測量中的應用108-111
• 5.6 本章小結111-112
• 第六章 全文總結與展望112-115
• 6.1 全文總結112-113
• 6.2 本論文研究工作的主要創(chuàng)新113
• 6.3 展望113-115
• 致謝115-116
• 參考文獻116-128
• 攻讀博士學位期間取得的研究成果128-129

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 Bradley Ferguson,張希成;太赫茲科學與技術研究回顧[J];物理;2003年05期

  本文關鍵詞：太赫茲時域光譜與新穎太赫茲薄膜器件的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：402997