太赫兹波相干层析成像技术的研究
本文选题：太赫兹波 切入点：相干层析成像 出处：《华中科技大学》2015年硕士论文
【摘要】：太赫兹频率在0.lT~10THz(波长为3mm~30μm)范围内的电磁波。太赫兹波能够穿透多种电介质材料,这使得太赫兹波成像技术具有广泛的应用前景。然而由于太赫兹波长的限制,太赫兹成像分辨率被限制在毫米尺度。太赫兹相干层析成像技术将发展较为成熟的OCT(光学层析成像)技术与太赫兹成像技术相结合,理论上能够获得较高的纵向分辨率,下面是本论文的主要工作:(1)利用热辐射太赫兹源和迈克尔逊干涉仪搭建了太赫兹相干层析成像系统。选择中心频率为11THz带宽达20THz的中压汞灯做为太赫兹源,获得理论相干长度亦即纵向分辨率为10微米。(2)使用Labview编写扫描控制和数据采集程序,这里包括一维与二维的扫描程序,通过扫描程序控制步进电机控制器,步进电机控制器向步进电机发送运动指令实现对样品的一维和二维扫描。数据采集程序控制锁定放大器和数据采集卡对成像数据进行采集和处理。最后通过对硅片进行一维和二维的扫描验证了程序的可行性。(3)对硅片进行一维和二维的扫描,拟合一维扫描数据得到硅片在汞灯光谱下的折射率,处理二维扫描数据获得硅片二维层析图像。同时分析了太赫兹层析成像系统的噪声来源,并利用Matlab对样品图像进行带通滤波,平滑处理,小波降噪等处理,获得了较为清晰的层析图像,分析所得图像可得出本太赫兹相干层析成像系统具有100微米的纵向分辨能力。
[Abstract]:Terahertz (THz) electromagnetic waves with a frequency of 0. LTX 10 THZ (wavelength of 3mm~30 渭 m).Terahertz wave can penetrate a variety of dielectric materials, which makes terahertz wave imaging technology have a wide range of applications.However, due to the limitation of terahertz wavelength, the resolution of terahertz imaging is limited to millimeter scale.The terahertz coherent tomography technology combines the developed optical tomography (OCT) technology with the terahertz imaging technology, which can obtain high vertical resolution theoretically.The following is the main work of this thesis: (1) A terahertz coherent tomography system is built by using thermal radiation terahertz source and Michelson interferometer.A medium-pressure mercury lamp with a 11THz bandwidth of up to 20THz is selected as a terahertz source, and the theoretical coherent length is obtained, that is, the longitudinal resolution is 10 microns. (2) the scanning control and data acquisition programs are compiled using Labview, including one-dimensional and two-dimensional scanning programs.The stepper motor controller is controlled by scanning program, and the stepper motor controller sends motion instructions to the stepping motor to realize one and two dimensional scanning of the sample.The data acquisition program controls the locking amplifier and the data acquisition card to collect and process the imaging data.Finally, the feasibility of the program is verified by one and two dimensional scanning of silicon wafer, and the refractive index of silicon wafer under mercury lamp spectrum is obtained by fitting one dimensional scanning data and two dimensional scanning data.The two-dimensional tomography image of silicon wafer was obtained by processing the two-dimensional scanning data.At the same time, the noise source of terahertz tomography system is analyzed, and the sample image is processed by bandpass filtering, smoothing, wavelet denoising and so on.The analysis results show that the BCT system has a longitudinal resolution of 100 渭 m.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O441.4
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本文编号：1707710
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