【摘要】：材料在太赫茲頻段的光學(xué)參數(shù)是其在太赫茲領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ),但是由于長(zhǎng)期以來(lái)太赫茲源與探測(cè)器的研究不夠成熟,測(cè)量方法仍不夠完善,太赫茲頻段材料光學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)也相對(duì)缺乏,直接影響了太赫茲科學(xué)技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展。隨著近年來(lái)太赫茲技術(shù)的進(jìn)步,新型太赫茲源、探測(cè)技術(shù)及太赫茲雷達(dá)、成像、光譜等應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展需要獲得完備的材料光學(xué)參數(shù)信息,因此,太赫茲頻段光學(xué)參數(shù)的測(cè)量工作也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。本文正是基于此需求,開展了太赫茲頻段光學(xué)參數(shù)的測(cè)量技術(shù)研究工作。本文主要研究了三種光學(xué)參數(shù)測(cè)量方法,分別為:1.太赫茲時(shí)域光譜(TDS)技術(shù)。利用太赫茲時(shí)域光譜所得到的電場(chǎng)強(qiáng)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(duì)兩種不同生長(zhǎng)方式的磷鍺鋅(ZnGeP_2,ZGP)晶體進(jìn)行了測(cè)量,得到了0.2-3THz范圍不同偏振方向的光學(xué)參數(shù)信息。2.基于不含相位信息的遠(yuǎn)紅外傅里葉光譜儀(FTIR)光譜測(cè)量數(shù)據(jù),提出了基于多光束干涉原理的材料光學(xué)參數(shù)提取方法,對(duì)ZGP在0.5-6THz范圍的光學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量并與TDS測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了該方法的可行性并拓寬了光學(xué)參數(shù)的測(cè)量范圍。3.對(duì)于透射模式無(wú)法測(cè)量的材料如金屬等,研究了利用反射譜及Kramers-Kronig(K-K)關(guān)系獲取材料光學(xué)參數(shù)的理論及方法。利用TDS測(cè)量的硅反射譜通過(guò)K-K關(guān)系計(jì)算得到的光學(xué)參數(shù)與透射式直接提取的光學(xué)參數(shù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證了K-K關(guān)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(xué)參數(shù)。此外,利用CO_2激光抽運(yùn)的太赫茲激光器搭建了一套邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng),對(duì)2.52THz和3.11THz的太赫茲頻譜進(jìn)行了測(cè)量,系統(tǒng)頻率分辨率為1GHz左右。測(cè)量結(jié)果顯示,該太赫茲源為單色源并具有極窄的線寬,波長(zhǎng)與激光器標(biāo)稱值進(jìn)行對(duì)比具有很好的一致性�；谶@套系統(tǒng)對(duì)干涉儀動(dòng)臂目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行了測(cè)量,在勻速運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)情況下測(cè)量結(jié)果與設(shè)定值均相符。結(jié)果表明,邁克爾遜干涉儀可以用于精確測(cè)量太赫茲波源的頻譜,同時(shí)配合單色太赫茲源可以準(zhǔn)確測(cè)量目標(biāo)速度,為太赫茲波段光譜、成像等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O441
【圖文】：

處于光子學(xué)和電子學(xué)的過(guò)渡區(qū)域。THz 波的頻率分布如圖 1-1 所示。茲這個(gè)概念的提出，在時(shí)間上并不久遠(yuǎn)，在此之前，光學(xué)領(lǐng)域?qū)⒃擃l段稱為外光，而電子學(xué)領(lǐng)域則稱其為毫米波和亞毫米波。太赫茲頻段兩側(cè)的微波和頻段的相關(guān)研究和技術(shù)已經(jīng)較為成熟和完善，大量技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化且應(yīng)用廣是對(duì)于太赫茲技術(shù)來(lái)說(shuō)，由于 THz 源和探測(cè)技術(shù)發(fā)展的限制，THz 頻段曾是電磁波譜上的一個(gè)研究的空白區(qū)域，被稱為太赫茲空隙（TerahertzGap）。 多年來(lái)，THz 領(lǐng)域的研究進(jìn)展突飛猛進(jìn)，取得了巨大進(jìn)步，但是仍然有許面亟待完善和深入。

ALMA計(jì)劃

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2715920