基于光子学的太赫兹幅度成像技术研究

发布时间：2025-01-20 18:42

　　太赫兹波(THz)位于微波和红外波段之间,其波长在3mm至0.03mm的范围内(0.1THz～10THz)。由于炸药、化学和生物制剂等在太赫兹范围内具有独特的反射光谱,而且太赫兹波对非极性材料和介电材料具有穿透性以及对生物组织不会造成损害,所以太赫兹波在成像领域具有广阔的应用前景。在过去十年中,随着THz器件技术的不断进步,THz成像技术得到了快速发展。在太赫兹成像系统中,一种产生太赫兹载波的方法是基于微波倍频的电子学方式。但是,此方法存在系统带宽的限制,严重的系统失真与相位噪声等问题。相比之下,光子学方法通过两个中心频率差为THz频率的光载波在单行载流子光电二极管(UTC-PD)中进行拍频产生THz信号,避免了电子学的多次倍频过程,没有多余杂波产生,具有较大的系统带宽。一般地,光生太赫兹成像系统可分为标量成像系统和矢量成像系统。矢量成像系统测量样本的幅度和相位信息,而标量成像系统仅处理幅度信息。相比较而言,矢量成像系统恢复测量样本的矢量信息需要额外的计算工作量,对矢量信息的精度要求很高,标量成像系统则简单,易于实现。但是,通常光生太赫兹的功率较小,而且由于光源的不稳定性,使产生的太赫兹...

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【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 太赫兹技术简介
    1.2 太赫兹成像技术
        1.2.1 太赫兹成像的优势
        1.2.2 太赫兹成像的主要技术
        1.2.3 光生太赫兹成像的典型优势
    1.3 太赫兹成像技术的国内外研究现状
    1.4 论文研究内容以及章节安排
第2章 光生太赫兹幅度成像系统的关键器件
    2.1 电光调制器
        2.1.1 相位调制器
        2.1.2 马赫-曾德尔强度调制器
        2.1.3 双平行马赫-曾德尔调制器
    2.2 太赫兹光电探测器
        2.2.1 光电导天线
        2.2.2 单行载流子光电探测器(UTC-PD)
    2.3 太赫兹的接收探测
        2.3.1 电光取样探测
        2.3.2 基于肖特基二极管的检波接收
    2.4 本章小结
第3章 光生太赫兹幅度成像系统设计
    3.1 太赫兹连续波幅度成像原理
    3.2 光生太赫兹幅度成像的系统设计
        3.2.1 光生太赫兹幅度成像系统的前端设计
        3.2.2 光生太赫兹幅度成像系统的接收机设计
        3.2.3 光生太赫兹幅度成像系统的空间光路设计
    3.3 数据采集以及软件设计
        3.3.1 ADC工作原理
        3.3.2 ADC误差
        3.3.3 ADC实物及其性能
        3.3.4 软件设计
    3.4 本章小结
第4章 光生太赫兹成像系统的实验验证
    4.1 光生太赫兹成像的实验系统
    4.2 光生太赫兹成像结果与分析
        4.2.1 实验参数
        4.2.2 成像结果与分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果



本文编号：4029531