混油检测的太赫兹波段偏振器件的研究

发布时间：2020-08-07 16:10

【摘要】：近年来,随着太赫兹辐射产生和探测技术的发展,太赫兹波因其光子能量低、对非极性物质穿透能力强、对许多有机大分子具有指纹吸收谱等特点,在无线通讯、雷达成像、生物医学研究、无损检测等应用领域都获得了极高的关注。然而目前对太赫兹的应用大多局限于对太赫兹的直接应用,对太赫兹波进行偏振调制的研究还比较缺乏,适用于太赫兹波段的偏振器件种类较少,同时已有偏振器件在偏振效果、制作方法、适用范围等方面也存在诸多不足。因此对太赫兹波段偏振器件的研究具有重要的实用价值。为克服目前应用于太赫兹波段偏振器件成本较高、加工难度较大、易产生法布里珀罗效应回声等难以克服的缺点,本文利用光波以布鲁斯特角入射平行堆叠玻片时产生的布鲁斯特效应,设计了一种新型的适用于太赫兹波段的硅片组偏振器件。论文中介绍了具体的设计理论,从偏振器的性能指标出发,对偏振器件所选用材料的种类型号、具体数目及几何结构进行了探讨,并对偏振器使用时的底座支架进行了机械设计。根据设计理论制作了硅片组偏振器和底座支架,建立实验方案,对偏振器的性能进行了检测。为方便数据处理,本文还简要介绍了实验数据处理的程序设计及优化方案。测试结果表明,设计的硅片组偏振器消光比高于1059、最大透射率高于99%、适用频段为0~3THz,偏振器件的设计满足太赫兹波段的偏振需求。利用设计的偏振器,根据不同种类油品中手性化合物浓度不同对太赫兹波的旋光性不同的原理,对97#汽油、0#柴油以及两种样品的一定比例混合油品进行旋光性的测量,实现对油品种类的检测。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE626
【图文】：

图 1-1 太赫兹波段液晶偏振器结构示意图在 23℃的环境下采用 THz 时域光谱技术进行，能取得较好偏振为 0.2-1THz, 且消光系数很高。 但其缺点是液晶对环境温度要求衬底很难压紧封，因此限制了此类偏振器件的广泛应用。

图 1-3 可调双层金属栅格结构偏振器示意图器的消光比在 0.5THz 可达 35dB，在硅衬底的布鲁斯特可达 95%，并且在 1THz 的消光比超过 45dB。通过一个可调的双层金属栅格结构制作了一薄膜太赫

图 1-4 立方体硅片堆结构偏振器单元结构示意图入射角变化范围达到 16°，消光比在 5.322×102至 81 层极薄硅片堆叠制成立方体形的偏振器件，入射角工较为困难，且适用的频段很窄，仅为 0.10THz-0.1

【参考文献】

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本文编号：2784213