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太赫兹时域光谱系统实验的研究

孙清珍  
【摘要】:太赫兹辐射(THz)是电磁波谱上最后开发的一个波段。由于其独特的性质,它在物理、化学、医学、射电天文、材料科学、通信和环境科学等方面有重大的学术价值和广阔的应用前景,太赫兹科学与技术已成为二十一世纪最重要的科技问题之一,世界上已经有越来越多的科研工作者加入到这个研究领域中。 本文首先论述了国内外太赫兹科学技术的研究现状,介绍了太赫兹辐射的特性及其应用,对利用光电导天线和光整流产生太赫兹辐射,以及光电导取样和自由空间电光取样技术探测太赫兹辐射的理论和实验进行了总结和研究,并对产生和探测太赫兹辐射的这两种方法进行了比较。 在理论研究的基础上,搭建了一套透射式太赫兹时域光谱系统,辐射源可以是光电导天线,也可以通过光整流产生太赫兹辐射,使用自由空间电光取样技术探测太赫兹辐射。对透射式太赫兹时域光谱系统进行了系统研究,编写了一套用于该系统的Lab VIEW程序,实现对太赫兹时域光谱系统的控制及数据采集。设计并制作了一个平衡探测器,为了提高探测精度,对平衡探测器的电路设计和器件参数选择进行了系统研究,总结了设计和制作过程中应考虑的问题。最后对实验中观察到的现象进行了详细的分析。


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