光纤耦合太赫兹时域光谱采样技术
2021-08-30卢志军
测控技术 2021年8期
关键词:系统
卢志军,刘 伟,于 淼,王 彪
(1.中国航空工业集团有限公司,北京 100028;2.航空工业北京长城航空测控技术研究所,北京 101111;3.状态监测特种传感技术航空科技重点实验室,北京 101111)
太赫兹(THz)波一般指电磁频谱上频率在0.1~10 THz之间、波长范围在0.03~3 mm之间的电磁波,其介于微波和红外波之间[1]。从频率上看,该波段属于远红外波段,从能量辐射上看,其大小在电子和光子之间,属于宏观电子学向微观光子学的过渡区,如图1所示。由于太赫兹波段的特殊性,其具有以下独特的物理性质[2]。

图1 太赫兹波段
① 穿透性良好。许多非金属、非极性材料,例如陶瓷、泡沫、塑料、橡胶等在太赫兹波段内缺乏相应的振动模式且散射率较低,因此太赫兹波对其具有良好的穿透性。
② 能级低。太赫兹波具有较低的光子能,仅为10-3eV,为X射线光子能的百万分之一,不会引起有害电离而破坏被检测物质,因此具有安全、绿色的检测特点。
③ 吸水性。太赫兹辐射对水分子有强烈的吸收特性,因此可用于分析被测物中的水分含量。
④ 高分辨率。太赫兹波的短波长特性使其在成像应用中有更高的空间分辨率,或者在保持同等空间分辨率时具有更大的景深。
⑤ 相干性。太赫兹相干测量技术能够直接测量场的振幅和相位,从而能够方便地提取被测物的折射率、吸收率等光学参数。
太赫兹波由于具有以上优良特性,其应用领域非常广泛,如雷达通信[3]、生物医学[4]、公共安全[5]、无损检测[6-7]等。
根据持续时间的长短,太赫兹波可以分为脉冲波和连续波,本文主要介绍太赫兹脉冲波。……
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