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两种310 GHz无线通信系统设计与比较 预览
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作者 熊子康 武晓磊 +5 位作者 何敬锁 苏波 韩大海 《首都师范大学学报:自然科学版》 2019年第3期21-27,共7页
太赫兹波具有带宽超宽、波束窄、方向性好和传输容量大等特点,因而成为未来高速无线通信研究的热点.本文设计了两种310GHz无线通信系统:一种是基于AMC557高功率倍频链发射机和超外差接收机的通信链路;另一种是基于VDI谐波混频超外差收... 太赫兹波具有带宽超宽、波束窄、方向性好和传输容量大等特点,因而成为未来高速无线通信研究的热点.本文设计了两种310GHz无线通信系统:一种是基于AMC557高功率倍频链发射机和超外差接收机的通信链路;另一种是基于VDI谐波混频超外差收发的通信链路.系统传输性能的仿真结果表明:随着通信频率的升高,解调信号的失真逐渐增加.通过比较两种链路预算方案,发现基于AMC557高功率发射链在传输距离上更有优势,发射功率为40mW时,可以实现10m距离、10Gbps速率的无线数据传输,适用于Gbps量级的室内短距离大功率高速无线传输;基于谐波混频超外差收发的通信链路在通信速率上优势明显,通信速率可达20Gbps,但受发射端输出功率-15dBm限制,传输距离大幅缩短为0.2m,在链路中增加太赫兹透镜提高增益可以使通信距离延伸至2m.而且这种发射机内部结构简单便于集成,有利于实际系统的搭建,更适用于10Gbps级别以上的超高速短距离无线通信. 展开更多
关键词 太赫兹波 无线通信 谐波混频 高速传输 系统仿真
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超快太赫兹时域光谱系统 预览
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作者 宏飞 苏波 +1 位作者 何敬锁 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期229-232,共4页
超快太赫兹时域光谱系统是基于高速异步光学采样原理进行工作的,该系统使用2个重复频率可在1GHz附近变化的飞秒振荡器,并使用高带宽反馈电路控制其重复频率。2个飞秒振荡器的重复频率存在Δf的失谐,一个飞秒振荡器的重复频率是1GHz+Δf ... 超快太赫兹时域光谱系统是基于高速异步光学采样原理进行工作的,该系统使用2个重复频率可在1GHz附近变化的飞秒振荡器,并使用高带宽反馈电路控制其重复频率。2个飞秒振荡器的重复频率存在Δf的失谐,一个飞秒振荡器的重复频率是1GHz+Δf Hz,为泵浦脉冲;另一个飞秒振荡器的重复频率是1GHz,为探测脉冲,由此提供泵浦脉冲和探针脉冲的时间差,时间延迟呈周期性变化,其扫描周期可以由1/Δf给出。此系统摒弃了传统THz-TDS系统所必需的机械延迟线,采用双光子探测器来产生触发信号。当设定Δf=1kHz时,1ms就可以探测出1个THz谱,用时10.3s即可得到动态范围为21dB、频谱分辨率为5GHz的太赫兹信号。该系统具有检测速度快和频谱分辨率高的优点,在需要快速测量的应用环境中有着传统太赫兹时域光谱系统不可比拟的优势。 展开更多
关键词 太赫兹 异步采样 时域光谱系统
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基于微流控芯片的电解质溶液太赫兹吸收特性研究 预览
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作者 武亚雄 苏波 +1 位作者 何敬锁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2348-2353,共6页
由于许多生物分子的振动和转动能级均在太赫兹波段,且太赫兹波具有电子能量低(约4 meV),不会破坏待测样品的特性,因此可以采用太赫兹光谱技术检测生物样品。然而许多生物分子在液体环境中才能保持其生物活性,需要在盐溶液中来探究酸碱... 由于许多生物分子的振动和转动能级均在太赫兹波段,且太赫兹波具有电子能量低(约4 meV),不会破坏待测样品的特性,因此可以采用太赫兹光谱技术检测生物样品。然而许多生物分子在液体环境中才能保持其生物活性,需要在盐溶液中来探究酸碱环境对其的影响,以及在盐类缓冲液中研究其生物特性。但水作为极性液体对太赫兹波有强烈的吸收,因此,探究如何减少水对太赫兹吸收的方法非常必要。水对太赫兹的吸收主要因水分子间氢键造成,现阶段最常见的方法是减少水与太赫兹波的作用距离以及破坏水分子间的氢键。利用夹心式微流控芯片在太赫兹时域光谱系统下通过观察光谱强度变化来探究电解质对水分子间氢键的影响,既减少了水和太赫兹波的作用距离,又探究了电解质对水分子间氢键的作用。在微流控芯片中分别加入不同种类以及不同浓度的电解质,通过观察其在0.1~1.0 THz范围内的光谱强度变化来分析不同电解质对水分子间氢键的影响。部分电解质促进氢键的缔合,而另一部分则破坏氢键的形成,在太赫兹光谱范围内表现为光谱强度的变化。若促进氢键的缔合则对太赫兹吸收变大,光谱强度减弱;若破坏氢键的缔合则对太赫兹吸收减弱,光谱强度增加。研究结果发现:在水中加入KCl和KBr时,太赫兹光谱强度增加,表明二者对氢键有破坏作用,使得光谱强度变大;然而当加入MgCl 2和CaCl 2时,太赫兹光谱强度减弱,表明二者对氢键有缔合作用,从而使光谱强度变小。利用太赫兹技术在0.1~1.0 THz范围内研究KCl, KBr, MgCl 2和CaCl 2这四种不同浓度的电解质溶液特性,发现它们只会对光谱强度造成一定影响,不会引入新的特征吸收峰以及对待测样品造成干扰。这对于研究诸如大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等在0.1~1.0 THz范围内有特征吸收谱的生物分子具有一定的实用价值。� 展开更多
关键词 太赫兹 微流控 芯片 电解质 氢键
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超分辨太赫兹波频谱仪系统
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作者 魏白光 袁慧 +1 位作者 赵跃进 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期316-321,共6页
基于光学干涉理论,提出了一种超分辨太赫兹波频谱仪系统。干涉系统采用的是自主研制的宽带氮化镓阵列探测器,用于信号的多点同时探测。所提出的太赫兹波频谱仪具有较高的精度,可实现超分辨。利用阵列探测器得到的二维强度分布,可以测定... 基于光学干涉理论,提出了一种超分辨太赫兹波频谱仪系统。干涉系统采用的是自主研制的宽带氮化镓阵列探测器,用于信号的多点同时探测。所提出的太赫兹波频谱仪具有较高的精度,可实现超分辨。利用阵列探测器得到的二维强度分布,可以测定待测光源的光束质量。利用倍频链发射源产生的470~720GHz连续太赫兹波对频谱仪进行验证。在75mm探测距离下,频谱仪的频谱分辨率为100MHz,测量精度为0.1%,该精度是相同探测距离下分辨极限及精度的20倍。 展开更多
关键词 测量 太赫兹 频谱仪 干涉 超分辨
基于共面传输线的太赫兹片上系统的研究
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作者 吴蕊 苏波 +3 位作者 文毅伟 何敬锁 崔海 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期208-212,共5页
太赫兹片上系统是将太赫兹的产生、传输和探测都集中在一个几平方厘米的基片上,线宽及间距达到微米量级,具有集成化程度高、系统尺寸小、稳定性好以及操作简便的特点,有利于与微量样品检测技术相互结合。研究采用HFSS软件对共面波导和... 太赫兹片上系统是将太赫兹的产生、传输和探测都集中在一个几平方厘米的基片上,线宽及间距达到微米量级,具有集成化程度高、系统尺寸小、稳定性好以及操作简便的特点,有利于与微量样品检测技术相互结合。研究采用HFSS软件对共面波导和共面带状线两种太赫兹共面传输线进行了仿真计算,通过优化传输线的宽度、长度、基底的厚度等关键几何参数确定出最佳的传输线结构;研究工作重点对太赫兹波段的共面带状线结构进行了设计和优化,实现了在介电常数很小的BCB基底上的低损耗传输。所得到的最佳结构参数为线宽及间距均为20μm,此结构为后续片上系统实物芯片的制作提供了参数依据。 展开更多
关键词 共面传输线 片上系统 太赫兹波 传输特性
离轴涡旋光束诱导空气等离子体产生太赫兹波
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作者 蒋广通 亮亮 +1 位作者 吴同 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期251-259,共9页
使用涡旋光束代替高斯光束作为产生光源,研究了涡旋光束产生太赫兹波的过程。探究了具有不同拓扑荷数的涡旋光束在产生太赫兹波时的差异,相位奇点的位置对产生太赫兹波的影响,不同脉冲强度和激光波长下涡旋光束产生的太赫兹波能量、频... 使用涡旋光束代替高斯光束作为产生光源,研究了涡旋光束产生太赫兹波的过程。探究了具有不同拓扑荷数的涡旋光束在产生太赫兹波时的差异,相位奇点的位置对产生太赫兹波的影响,不同脉冲强度和激光波长下涡旋光束产生的太赫兹波能量、频谱和偏振的变化。结果表明,产生的太赫兹波强度会随涡旋光束拓扑荷数的变化而变化,并且与涡旋中心的位置密切相关。涡旋光束所产生的太赫兹波随脉冲强度和激光波长的变化趋势与高斯光束一致。高斯光束与涡旋光束产生的太赫兹波在频谱和偏振上的变化趋势一致。 展开更多
关键词 太赫兹波技术 空气等离子体 涡旋光束 空间光调制器 飞秒激光
夹心式太赫兹微流控芯片 预览 被引量:1
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作者 范宁 苏波 +4 位作者 武亚雄 宏飞 盛博 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第5期1362-1367,共6页
许多生物大分子的振动和转动能级都落在THz波段范围内,因此可以采用THz光谱技术定性地鉴别生物样品。但是大部分生物分子的活性需在液体环境中才能表现出来,而水作为极性物质对THz波具有较强的吸收特性。因此,在THz光谱技术中通常采取... 许多生物大分子的振动和转动能级都落在THz波段范围内,因此可以采用THz光谱技术定性地鉴别生物样品。但是大部分生物分子的活性需在液体环境中才能表现出来,而水作为极性物质对THz波具有较强的吸收特性。因此,在THz光谱技术中通常采取各种措施来减少水的影响,以防止水溶液中生物样品的信息被掩盖。该研究设计了两种可利用透射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统检测的夹心式微流控芯片,通过减小THz与水的作用距离来减少水对THz的吸收,从而达到高透过率的目的。微流控芯片采用环烯烃共聚物(Zeonor1420R)作为基片和盖片,聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为沟道夹层,利用THz-TDS系统对该芯片进行了测试,测得该芯片在0.2~2.6THz频率范围内的透过率可以达到80%以上。在微流控芯片中分别加入去离子水、1,2-丙二醇以及二者在不同体积比下的混合溶液,并测量了它们的透射谱。结果表明,不同比例溶液的THz光谱明显不同,说明该芯片在测量液态样品方面的可行性。此外,用该芯片分别研究了不同浓度的氯化钾和碘化钾溶液,发现氯化钾溶液随着浓度的增加THz透过率减弱,而碘化钾溶液则相反。初步认为,电解质改变了水溶液中的氢键密度,从而导致溶液对THz吸收的改变。 展开更多
关键词 太赫兹 微流控 芯片 夹心式 透过率
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基于太赫兹光谱-统计分析的大气PM2.5监测研究 预览
8
作者 姜晨 詹洪磊 +3 位作者 李倩 赵昆 振伟 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第2期643-649,共7页
应用太赫兹技术对大气中动力学直径小于2.5μm(PM2.5)的细颗粒物进行了定量研究。PM2.5质量和太赫兹吸光度之间存在线性关系,相关系数为0.86。应用主成分分析的方法,可证明随着PM2.5质量的增加,与吸收系数存在相似的趋势。为了提高预... 应用太赫兹技术对大气中动力学直径小于2.5μm(PM2.5)的细颗粒物进行了定量研究。PM2.5质量和太赫兹吸光度之间存在线性关系,相关系数为0.86。应用主成分分析的方法,可证明随着PM2.5质量的增加,与吸收系数存在相似的趋势。为了提高预测精度,采用偏最小二乘,支持向量机和反向传播人工神经网络对PM2.5进行定量研究。与单一的线性模型相比,统计模型具有较大的预测相关性和较小的误差。对于神经网络模型,训练集与预测集的相关系数和均方根误差分别达到0.999和0.016mg,0.912和0.207mg。因此,THz技术和统计学方法的结合可提供较高精度的预测,作为一种监测PM2.5的有效手段。 展开更多
关键词 太赫兹 吸收 PM2.5 统计方法
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五种染料的远红外光谱 预览 被引量:1
9
作者 刘海顺 振伟 +2 位作者 杨玉平 吴旭 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第10期3064-3069,共6页
衰减全反射模式的傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)可以用来确定固体粉末样品的远红外光谱性质,并根据其指纹特征对未知物样品进行鉴定,且具有快速、简便、灵敏、样品用量少等优点,已成为分析与表征染料的常用的手段。运用ATR-FTIR在真... 衰减全反射模式的傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)可以用来确定固体粉末样品的远红外光谱性质,并根据其指纹特征对未知物样品进行鉴定,且具有快速、简便、灵敏、样品用量少等优点,已成为分析与表征染料的常用的手段。运用ATR-FTIR在真空条件下测试了汽巴蓝2B、去氧紫草素、靛蓝、靛红、硫靛红等五种染料在50~610 cm-1范围内的吸收光谱。实验结果表明这五种染料在此波段内均有明显的特征吸收峰并对其峰位进行了指认与描述。使用Gaussian09软件对硫靛红分子进行模拟计算与指纹谱指认,并根据可视化结果可以看出:硫靛红分子在50~610 cm-1范围内的特征吸收峰主要源于分子的集体振动,且其高频与低频的振动模式并不一致。模拟结果与实验结果相对符合较好,但仍然存在一定的差异:比如峰值位置的差异、吸收峰位的移动、模拟得到的新峰位等,主要是由于二者所基于的温度不同、理论计算没有考虑分子间的相互作用、ATR晶体与样品粉末的接触效果略差以及系统分辨率不够等因素导致的结果。 展开更多
关键词 特征吸收峰 衰减全反射傅里叶变换红外光谱 染料
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基于THz光谱成像的纸币真伪鉴别研究 预览
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作者 刘海玲 翟东为 +3 位作者 杨玉平 崔彬 振伟 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第7期2021-2025,共5页
根据纸币防伪特征区域载体材料与制作工艺的不同,利用透射式太赫兹脉冲成像技术对2005版真伪百元人民币的白水印和安全线两处防伪特征区域进行逐点扫描获取相应的太赫兹时域信号,然后对太赫兹波形进行数据处理获得时域显示模式成像及频... 根据纸币防伪特征区域载体材料与制作工艺的不同,利用透射式太赫兹脉冲成像技术对2005版真伪百元人民币的白水印和安全线两处防伪特征区域进行逐点扫描获取相应的太赫兹时域信号,然后对太赫兹波形进行数据处理获得时域显示模式成像及频域显示模式成像。将真钞和假钞的成像结果进行对比,发现白水印、安全线部位的真假钞成像结果区别明显,证实太赫兹脉冲成像技术能够真实、有效地对真假人民币进行多区域、多维度的准确鉴定。 展开更多
关键词 太赫兹脉冲成像技术 假钞鉴别 显示模式
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飞秒激光的等离子体吸收太赫兹特性研究 预览
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作者 赵骥 赵晓凡 +1 位作者 亮亮 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期278-283,共6页
在利用飞秒激光器产生太赫兹波的过程中,等离子体本身会对太赫兹波能量进行吸收,其吸收特性在太赫兹波雷达探测、等离子体隐身、电磁干扰研究等方面有着广泛的应用前景。结合理论分析设计了一种等离子体吸收太赫兹波的测量系统,提出... 在利用飞秒激光器产生太赫兹波的过程中,等离子体本身会对太赫兹波能量进行吸收,其吸收特性在太赫兹波雷达探测、等离子体隐身、电磁干扰研究等方面有着广泛的应用前景。结合理论分析设计了一种等离子体吸收太赫兹波的测量系统,提出等离子体粒子间相互碰撞吸收是导致等离子体吸收太赫兹波的主要原因,并在实验测量研究中发现等离子体密度大小、光学透镜焦距长短以及入射飞秒激光与倍频晶体晶轴角度是影响吸收程度的主要因素,这些研究为等离子体吸收应用提供了更加全面的理论支撑,有助于推动太赫兹波技术在军事及民用领域的快速发展。 展开更多
关键词 太赫兹辐射源 等离子体 碰撞吸收 太赫兹产生
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MA水合物相变过程的太赫兹光谱表征研究 预览
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作者 黄美娇 周子涵 +2 位作者 王梦颖 左剑 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第S1期339-340,共2页
水合物是药物的一种重要存在形式,30%以上的药物都是水合物,其中对于水合物与无水物之间的转化过程,是研究药物稳定性的重要环节。太赫兹光谱对水合物的分子结构和分子间的弱相互作用很敏感,表现在太赫兹波段会有特征吸收峰的产生与变... 水合物是药物的一种重要存在形式,30%以上的药物都是水合物,其中对于水合物与无水物之间的转化过程,是研究药物稳定性的重要环节。太赫兹光谱对水合物的分子结构和分子间的弱相互作用很敏感,表现在太赫兹波段会有特征吸收峰的产生与变化。通过解析随温度变化的水合物分子在太赫兹波段的时域与频域信息,可以了解分子的结构变化与光谱参数变化。我们以MA水合物为研究对象,利用太赫兹时域光谱技术表征水合物随温度变化发生的相变过程以及其分子结构的变化情况。随着温度的升高,MA水合物在太赫兹波段的多个振动峰的吸收强度发生变化,这个光谱表征的变化体现了升温过程中水合物失水的相变过程以及相应水合物分子的结构也发生了变化。本文的研究方法对太赫兹光谱用于制药行业的质量监控具有一定指导作用,对有效控制药物在生产过程中始终保持理想水合物或者无水物状态具有重要意义。 展开更多
关键词 药物水合物 太赫兹时域光谱 相变
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氯化钠溶液随温度变化的太赫兹光谱研究 预览
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作者 王梦颖 周子涵 +2 位作者 黄美娇 左剑 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第S1期341-342,共2页
太赫兹时域光谱技术是一种宽带宽,高灵敏度的相干探测技术,并且太赫兹光谱可以反应分子的振动和转动信息和分子间相互作用信息,能够用于药品分析、医学诊断、溶液动力学等多个领域。氯化钠是人类生理活动必需的物质,对维持人体内体液以... 太赫兹时域光谱技术是一种宽带宽,高灵敏度的相干探测技术,并且太赫兹光谱可以反应分子的振动和转动信息和分子间相互作用信息,能够用于药品分析、医学诊断、溶液动力学等多个领域。氯化钠是人类生理活动必需的物质,对维持人体内体液以及渗透压的平衡起着非常重要的作用。由于温度的变化和浓度的变化都会对氯化钠水溶液的介电性质以及分子间的相互作用产生影响,应用太赫兹时域光谱技术测量了不同浓度、不同温度环境下,0.2~1.5THz频率范围内氯化钠溶液的时域光谱。研究发现,氯化钠溶液的太赫兹时域光谱中所有的时域最大峰都随着浓度和温度作规律性变化,表现在其折射率对水溶液的浓度更敏感,温度变化对不同浓度的水溶液的吸收系数影响更大。通过这些规律性变化,可以为更好地来分析水溶液的分子动力学信息提供依据。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱 氯化钠溶液 浓度 温度
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基于吸收线型理论的太赫兹光谱混合物定量分析方法研究 预览
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作者 周子涵 黄美娇 +2 位作者 王梦颖 左剑 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第S1期345-346,共2页
光谱分析结合化学计量学是一种重要的定量分析方法,其通过输入吸收系数当作建模参量建立浓度预测模型进行预测。这种方法仍难以解决微量物质定量分析问题,如测量婴幼儿乳粉中的三聚氰胺含量。微量定量分析的困难在于物质浓度过低时吸收... 光谱分析结合化学计量学是一种重要的定量分析方法,其通过输入吸收系数当作建模参量建立浓度预测模型进行预测。这种方法仍难以解决微量物质定量分析问题,如测量婴幼儿乳粉中的三聚氰胺含量。微量定量分析的困难在于物质浓度过低时吸收系数的特性表征不充足,光谱上难以识别和区分。吸收线型理论中与分子偶极矩的关系密切,我们认为其对物质有很强的特性表征,因此本文使用和两个参量建立微量三聚氰胺浓度预测模型,探究其优劣。太赫兹时域光谱技术测量并后续计算三聚氰胺样品的和,后使用普通最小二乘建立模型。其中的模型R~2为0.957 5,RMSEC为0.006 3,模型R~2为0.945 9,RMSEC为0.007 1,可以看出吸收线型理论的模型水平更高。本文所研究的定量分析新方法,建立了比吸收系数方法更好的预测模型,对解决微量物质含量检测提供了新思路,且在基于太赫兹光谱技术的定量分析中可被广泛应用。 展开更多
关键词 吸收线型 太赫兹时域光谱 定量分析 普通最小二乘
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基于远红外相机的被动式光场成像 预览
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作者 吕南方 谢缘 《长春理工大学学报:自然科学版》 2018年第4期73-76,共4页
光场成像是一种在可见光波段得以广泛应用的计算成像方式,是一种对常规成像方式的增强与拓展。为了解决远红外相机存在的信噪比低下问题,本文通过引入光场成像的手段,设计了一种基于远红外相机的相机扫描构型光场成像系统,在4D全光函数... 光场成像是一种在可见光波段得以广泛应用的计算成像方式,是一种对常规成像方式的增强与拓展。为了解决远红外相机存在的信噪比低下问题,本文通过引入光场成像的手段,设计了一种基于远红外相机的相机扫描构型光场成像系统,在4D全光函数理论与双平面光场参数化模型的基础上,通过采集关于样品对环境红外背景辐射反射的4D光场信息,并利用4D光场重构算法,实现对光场2D切片的预处理与4D光场的2D重构,以此实现了较之单纯光场成像手段更加显著的固定模式噪声抑制与信噪比提升效果。 展开更多
关键词 计算成像 光场成像 红外成像
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角反射器在太赫兹波段的散射特性研究 预览
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作者 梁美彦 《红外与毫米波学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期307-314,324共9页
太赫兹雷达散射特性的研究对于目标识别、跟踪以及截获有重要意义.设计了0.22 THz频率步进雷达散射截面(Radar Cross section,RCS)测量系统,提出了针对频率步进太赫兹雷达信号体制下,角反射器RCS的提取方法.采用实验与仿真相结合的方... 太赫兹雷达散射特性的研究对于目标识别、跟踪以及截获有重要意义.设计了0.22 THz频率步进雷达散射截面(Radar Cross section,RCS)测量系统,提出了针对频率步进太赫兹雷达信号体制下,角反射器RCS的提取方法.采用实验与仿真相结合的方式,得到了单个角反射器和角反射器组在4°范围内的太赫兹雷达散射截面.结果表明,角反射器类目标的RCS实验测量结果与理论计算结果在误差范围内一致性较好,为进一步精确测量目标在太赫兹波段的散射特性奠定了研究基础. 展开更多
关键词 太赫兹 目标特性 雷达散射截面 频率步进
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环状烯烃聚合物基底材料的太赫兹复介电常数和损耗特性研究 预览
17
作者 巩辰 左剑 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第10期2998-3003,共6页
太赫兹时域光谱(THz-TDS)已被用于研究包括液体,半导体,爆炸物和气体等多种材料。然而自由空间太赫兹光谱系统存在着一些检测局限性,如微量物质难以被检测、系统尺寸难以实现微型化、空气中水的强烈吸收引起的信号衰减较大等问题。为了... 太赫兹时域光谱(THz-TDS)已被用于研究包括液体,半导体,爆炸物和气体等多种材料。然而自由空间太赫兹光谱系统存在着一些检测局限性,如微量物质难以被检测、系统尺寸难以实现微型化、空气中水的强烈吸收引起的信号衰减较大等问题。为了解决这些问题,研究人员设计了基于金属波导传输线结构的太赫兹芯片集成器件,通过飞秒红外激光激励传输线上的光电导材料实现太赫兹波的产生和检测。然而,在这些芯片上传输的太赫兹信号的频谱宽度很难达到自由空间太赫兹时域光谱系统的频带宽度,一个重要原因是由于传输信号受到随频率增加的传输线损耗所导致的衰减。通常这些损耗主要由三个部分组成:导体损耗,介电损耗和辐射损耗。研究表明:使用低介电常数材料作为共面传输线的衬底,将减少这种介电常数的失配,从而避免冲击波辐射损失;使用具有低损耗角正切的基底材料可以减少太赫兹传输线的损耗。环烯烃聚合物(COP)是一种具有环状烯烃结构的非晶性透明共聚物的材料,在太赫兹波段具有很高的透射率,为了探究这种材料是否能用于共面传输线的衬底,需要通过太赫兹时域光谱技术和介电函数理论分析它在太赫兹频段的光谱和介电特性,以及对这种材料作为基底时用在太赫兹传输线的传输特性进行仿真计算分析。使用透射式太赫兹时域光谱系统,对三种COP、熔融石英和PMMA进行了光谱测试,提取了它们的透射时域信号,采用Dorney和Duvillaret等提出的物理模型计算复介电函数。实验表明:与其他两种材料相比,COP材料在1 THz处的透过率更高,可以达到94.5%,同时介电损耗和介电常数更低,其中介电损耗在1 THz处达到4.31×10-4,因此将COP作为传输线基底材料时能有效减少基底的介电损耗。同时COP材料的介电常数在0.2~2.8 THz范围内维持在约2.3的水平,也有效减� 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱系统 环烯烃聚合物 太赫兹传输线
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Terahertz wave generation via pre-ionized air plasma
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作者 康凯 亮亮 +2 位作者 吴同 李凯 《中国光学快报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第11期1-4,共4页
关键词 波浪 电离 血浆 空气 THZ 相互作用 产生效率 理论机制
基于太赫兹片上系统微带线的设计与仿真 预览 被引量:1
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作者 苏波 +2 位作者 范宁 盛博 《太赫兹科学与电子信息学报》 2017年第2期178-182,共5页
太赫兹片上系统是一种将太赫兹产生和探测装置以及波导传输装置集成在同一基片上的设计,应用于晶体材料的共振吸收以实现对太赫兹时域光谱的探测。太赫兹产生与探测装置都由光电导天线构成,波导传输装置由微带线构成。微带线是一种能... 太赫兹片上系统是一种将太赫兹产生和探测装置以及波导传输装置集成在同一基片上的设计,应用于晶体材料的共振吸收以实现对太赫兹时域光谱的探测。太赫兹产生与探测装置都由光电导天线构成,波导传输装置由微带线构成。微带线是一种能够传输高频电磁波的波导结构,但相比于自由空间波导具有高损耗和散射特性。为了研究微带线的结构参数对太赫兹波传输损耗的影响,采用模拟仿真的方法,得出了传输损耗随着传输长度和频率的增加而增加,随着微带线金属层厚度与介质层厚度的增加而减少的规律,从而证明了传输损耗的减少能够通过合理设计微带线结构来实现。 展开更多
关键词 太赫兹片上系统 太赫兹波 微带线 损耗 仿真
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生物基底材料的超宽频带太赫兹光谱研究 预览 被引量:1
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作者 亮亮 +1 位作者 黄素霞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期346-349,共4页
作为一种新兴的方式,太赫兹时域光谱和成像已经被广泛应用到研究不同生物组织的光学特性。在空气等离子体处施加偏置电场对太赫兹波脉冲进行外差式相干检测(air-biased-coherent-detection,ABCD)的太赫兹系统具有超宽频带和可以在较... 作为一种新兴的方式,太赫兹时域光谱和成像已经被广泛应用到研究不同生物组织的光学特性。在空气等离子体处施加偏置电场对太赫兹波脉冲进行外差式相干检测(air-biased-coherent-detection,ABCD)的太赫兹系统具有超宽频带和可以在较远距离进行成像的优点,十分适用于对生物组织进行超宽谱研究,而对生物组织进行光谱测量通常需要基底材料。利用太赫兹ABCD系统对四种典型的基底材料(石英,高密度聚乙烯,聚四氟乙烯和石蜡)的光学参数进行测定,并计算其在1-15THz频率范围内的吸收系数和折射率。结果表明,高密度聚乙烯和石蜡可以很好的被用作生物组织超宽频带太赫兹光谱测量的基底材料。同时,虽然石英和聚四氟乙烯都是窄带(0.1-3THz)太赫兹系统中常用的基底材料,但是由于它们在高于5THz的频率范围内对太赫兹波具有较强的吸收,所以不能用作超宽频带太赫兹光谱测量的基底材料。 展开更多
关键词 超宽频带太赫兹光谱 基底材料 生物应用
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