基于傅里叶变换太赫兹光谱系统的研究

论文摘要

太赫兹波是指频率在0.1THz~10THz(1THz=1012Hz，波长范围30μm~3mm)间的电磁波。为了测量太赫兹光谱分布，采用傅里叶变换光谱测量方法，搭建了以迈克尔逊干涉仪为基本光路的傅里叶变换太赫兹光谱测量系统。结构简单、带宽比较宽、采集速度快、数据处理简单，有广阔的应用前景。下面是本论文主要研究工作。完成了控制采集系统的设计，基于LabVlEW软件编写了电控平移台一维、二维运动控制和数据采集卡的数据采集程序，将其应用于刀口法测量太赫兹光斑尺寸和太赫兹透射成像实验，成功实现刀口装置以及样品位置控制与成像数据采集的同步性，达到了实验要求，证实了该labVIEW程序的正确性。成功实现了光程差的改变与太赫兹波干涉强度数据采集的同步性。.利用Origin软件进行傅里叶变换、曲线拟合等来处理实验数据。利用实验室仪器搭建了傅里叶变换太赫兹光谱测量系统，并测量了光泵浦太赫兹辐射源光谱，测量结果与理论值能够很好地符合；另外，还发现实验结果有频率间隔0.15THz的附加频率成分，分析得出这些附加频率是由甲醇分子的能级跃迁产生的，而与傅里叶变换太赫兹光谱测量系统无关。研究了太赫兹光谱测量系统与动镜扫描距离和扫描速度、信号采样率和泵浦光波长等参数因子的关系。证明了我们设计的傅里叶变换太赫兹光谱测量系统在太赫兹波段应用的正确性，可以精确测量太赫兹光谱分布，并具有较高的光谱分辨率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 太赫兹辐射简介
• 1.2 太赫兹技术的研究现状及应用领域
• 1.3 太赫兹光谱测量方法
• 1.4 本论文的主要工作
• 2 傅里叶变换太赫兹光谱系统原理和组成
• 2.1 傅里叶变换太赫兹光谱测量原理
• 2.2 傅里叶变换太赫兹光谱系统组成
• 2.3 本章小结
• 3 控制与采集系统设计
• 3.1 子程序设计
• 3.2 一维运动采集程序设计
• 3.3 二维运动采集程序设计
• 3.4 控制与采集系统正确性验证
• 3.5 本章小结
• 4 傅里叶变换太赫兹光谱系统设计与实验
• 4.1 傅里叶变换太赫兹光谱系统设计
• 4.2 光泵浦太赫兹源输出光谱
• 4.3 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献