太赫兹时域系统优化与控制程序设计

发布时间：2017-06-05 11:11

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【摘要】：太赫兹波是一种频率在0.1～10THz之间、波长介于红外与微波之间的电磁波，具有良好的光电子学和电磁学特性，在自然界中广泛存在。太赫兹时域光谱技术是一种电磁辐射位相相干技术，能同时获得太赫兹波振幅和相位信息。因此，太赫兹时域光谱技术具有很高的时域分辨间距和频域分辨间距，其光谱系统能达到很高的探测信噪比和较宽的探测带宽，广泛应用于多种样品特征谱的检测。随着国内外太赫兹光谱仪器产品的发展和国家对科学仪器发展的重视，开发和研制具有自主知识产权的太赫兹时域光谱仪器对太赫兹科学技术的推广和应用研究具有重要意义。实用型、小型化、高性能是目前太赫兹光谱技术仪器化研究发展的方向。本文根据太赫兹时域光谱系统的特点，以实用化为主导方向，进行实验室系统装置小型化、仪器化改进工作，对提高整体系统测量速度进行深入研究，并实现在扫描成像技术方面应用。 采用小型光纤飞秒激光器代替钛宝石固体激光器，，LIA-MV-150模块化的锁相放大器代替SR830锁相放大器，使用NI9215模拟信号采集卡采集锁相放大器输出模拟信号。通过自主设计光路结构，使太赫兹波发射模块、光学延迟模块和太赫兹的探测模块布局优化，大幅度节省空间。 编写应用于小型化太赫兹时域光谱系统程序，完成对整个步进平移台控制和数据采集，增加采样率设置功能，改变采集模拟信号时采样率。 通过LabVIEW中CIF节点调用功能，调用PCI板卡驱动软件MC.DLL文件中函数获取平移台移动时的实际位置，消除误差，获取更精确延迟时间。 分析测试数据，设置适当时间常数和采样率获得高质量信号品质，以提高测量速度；设计太赫兹时域光谱系统扫描成像控制程序，系统具有数据采集、图形显示等功能。
【关键词】：太赫兹时域光谱仪 结构优化 控制程序 测量速度 扫描成像
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH744.1;O441.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 太赫兹辐射10-12
• 1.1.1 太赫兹辐射简介10
• 1.1.2 太赫兹辐射特点与应用10-12
• 1.1.3 太赫兹辐射发展前景12
• 1.2 太赫兹时域光谱技术12-13
• 1.3 太赫兹时域光谱仪国内外研究现状13-15
• 1.4 本论文的主要工作15-16
• 第2章 太赫兹时域光谱系统硬件结构优化16-25
• 2.1 太赫兹时域光谱系统简介16-17
• 2.2 太赫兹脉冲产生、探测与传输光路17-20
• 2.2.1 光电导天线发射太赫兹波17-18
• 2.2.2 自由空间电光取样探测太赫兹波18-19
• 2.2.3 太赫兹时域光谱系统传输光路19-20
• 2.3 太赫兹时域光谱系统小型化改进20-24
• 2.3.1 小型集成化的光纤激光器20-21
• 2.3.2 锁相放大器与数据采集模块21-23
• 2.3.3 紧凑型传输光路布局23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 控制程序设计与仪器整体性能测试25-39
• 3.1 控制程序总体结构与工作原理25-31
• 3.1.1 数据采集程序设计28-29
• 3.1.2 获取控制程序延迟时间方法29-31
• 3.2 提高太赫兹时域光谱系统测量速度研究31-37
• 3.2.1 锁相放大器时间常数对信号品质影响32-35
• 3.2.2 采样率对信号品质影响35-37
• 3.3 太赫兹时域光谱仪整体性能测试37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 太赫兹扫描成像程序设计39-50
• 4.1 扫描成像系统整体介绍39-40
• 4.2 扫描控制程序流程40-45
• 4.3 数据采集程序流程45-47
• 4.4 成像系统界面设计与实验结果分析47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-55
• 攻读学位期间发表的学术论文55-56
• 致谢56

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王峗松,褚福磊;神经网络信息融合方法在电控发动机故障诊断中的应用研究[J];汽车技术;2003年05期

2 赵严帅;滕冰;钟德高;邵珠臣;许辉;由飞;;低量浓度掺杂La~(3+)对KDP晶体生长质量的影响[J];青岛大学学报(自然科学版);2010年01期

3 徐军;陶开山;苏丹;;女性胸部着装压力测量与运动分析[J];青岛大学学报(工程技术版);2008年04期

4 龚育才;高月辉;姜培刚;;基于PCI-1714测试系统的设计与实现[J];青岛理工大学学报;2007年05期

5 徐轶伦;李俊源;;基于LabVIEW的复杂表面压力数据采集处理系统[J];轻工机械;2009年04期

6 林高翔;周箭;陈隆道;;基于LabVIEW的网络型电机测试系统[J];轻工机械;2010年03期

7 周t ;熊华维;陈隆道;;基于LabVIEW的电机测试智能调压系统[J];轻工机械;2011年04期

8 林凯,何川,毛乐山;基于LabVIEW的多通道振动测试与分析系统[J];清华大学学报(自然科学版);2003年05期

9 刘

本文编号：423585