太赫兹时域谱提取样品光学参数的具体算法

太赫兹（1 THz=10^12Hz）时域光谱作为一种新型的光谱探测技术,被广泛用来研究各种材料在远红外频谱范围内的光学特性.介绍了利用THz时域光谱技术提取出材料折射率谱和吸收系数谱的具体算法.     

太赫兹光谱提取样品参数降低噪声的方法

为了分析物质的太赫兹光谱信息,给出了从太赫兹时域谱中提取样品光学参数时降低噪声影响的方法.以Zn0.90Cd0.10Te〈110〉单晶样品为例,给出提取该类样品太赫兹波段折射率谱和吸收系数谱的具体计算步骤,并利用mathematica和origin数学软件对实验数据进行分析处理,得到了Zn0.90Cd0.10Te〈110〉单晶的THz波段折射率谱和吸收系数谱.此数据分析过程中考虑了背景噪声的影响,能有效降低背景噪声对实验结果的影响.     

太赫兹技术在烟叶香型分类中的应用

针对浓香型、中间型和清香型3种香型特征的烟叶,测定不同质量分数烟叶（烟叶与聚乙烯的混合物）的太赫兹透射光谱,并计算得到相应的太赫兹波段吸收系数和折射率谱线.结果发现,不同香型的烟叶对太赫兹时域信号会产生不同的延迟和衰减,所计算得到的吸收系数曲线和折射率曲线的变化规律和香气特征存在一一对应的关系.其中,烟叶香气浓郁程度与样本吸收系数呈正相关性,而与样本折射率呈现负相关性.本研究证实了其在烟叶质量评价方面应用的可能性.     

太赫兹时域光谱技术在纺织纤维鉴别中的应用

提出了一种基于太赫兹时域光谱(THz-TDS)的纺织品鉴别方法,并以几种常见的合成纤维作为实验介质证明该方法的可行性。利用THz-TDS系统测得了这些介质在大赫兹波段的时域光谱信号,得到了它们在太赫兹波段吸收系数谱。实验结果表明,涤纶、锦纶和维纶分别在0.98、1.51和1.16 THz有明显不同的特征吸收峰,芳纶、腈纶和天丝的吸收谱也存在明显差别。研究表明,利用太赫兹时域光谱技术进行合成纤维鉴别是可行的,为进一步将太赫兹波技术应用于纺织品检测提供了依据。     

三氯杀螨砜和敌百虫的太赫兹光谱研究

为了完善农药的太赫兹光谱数据库,在室温293K和氮气环境下,利用太赫兹时域光谱技术对三氯杀螨砜和敌百虫进行了测试,得到了2种农药的太赫兹时域信号,进行傅里叶变换,采用Dorney等和Duvillaret等提出的模型计算出药品在0.3~2.3THz频段内的折射率和吸收系数。结果表明三氯杀螨砜在THz处有7个吸收峰,敌百虫在THz处有3个吸收峰。两种农药的吸收峰位置和峰值明显不同。两种药品的平均折射率分别为1.02和1.04。并应用Gaussian软件包以密度泛函理论对2种农药的振动频率进行了理论计算,理论计算结果在实验结果中得到较好地吻合。     

基于太赫兹光谱技术的TNT炸药检测试验研究

利用TAS7500SP光谱仪和太赫兹时域光谱技术研究了2,4,6-三硝基甲苯(TNT)在0.1~5THz频率范围的光谱性质,得到了其指纹谱信息,对获得的光谱进行优化并提取了特征峰值.实验表明,所得结果与国内外其他机构测量的该炸药的吸收谱、频域谱、时域谱线走势和吸收峰位置基本一致,并且首次测得该炸药在该频段的吸收系数、反射率、反射谱、透射比、透射光谱,丰富和补充了该炸药在太赫兹波段的光谱数据.     

煤岩介质在太赫兹频段的介电特性研究

为了研究煤岩介质在太赫兹频段下的介电特性,采用太赫兹时域光谱技术对煤岩介质进行了测试.研究了基于平面煤层模型的煤岩介质吸收系数、折射率、复介电常数和复电导率等物理参数随频率变化的关系,认为在太赫兹频段,岩壁的反射特性、电磁波的勘探能力以及其在井下的传播特性将发生较大改变.结果表明:当样本厚度为3mm时,煤岩太赫兹频谱的有效带宽分别为1.2THz和1.4THz.在有效带宽范围内,煤岩介质呈现出高衰减性,无明显吸收峰,其折射率、复介电常数、电导率实部和损耗角正切无较大变化.将上述数据与兆赫兹频段的煤岩电参数进行比较,岩的介电常数、煤岩的电导率和衰减系数发生了较大变化.运用德拜模型对实验数据进行验证和解释,在3阶德拜模型下,计算值可以很好的与理论值相吻合.     

基于支持向量机和太赫兹光谱技术的农药分类

基于农药的太赫兹吸收光谱和支持向量机对4种农药进行了分类。利用太赫兹时域光谱系统对4种农药,即三氯杀螨砜、敌百虫、亚胺硫磷和六氯苯进行检测,获得样品的太赫兹时域信号,然后计算获得其在0.3~2.2THz范围内的吸收光谱。用主成分分析法对太赫兹吸收光谱进行分析,提取光谱特征,用支持向量机分别对太赫兹吸收光谱和光谱特征进行分类。实验结果表明,这两种方案均能有效地对农药进行分类,分类正确率为100%。     

基于太赫兹时域光谱的环己基氨基磺酸钠检测

采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)对不同质量比例的环己基氨基磺酸钠和小麦粉混合物进行测量,获得了混合样品在0.2～1.5 THz波段的时域光谱、频率域谱、折射率谱和吸收谱.实验发现,环己基氨基磺酸钠在0.849 THz处有明显的特征吸收峰,可用于物质成分识别.分析表明,吸收峰的吸收系数与环己基氨基磺酸钠含量存在良好的线性关系,相关系数可达0.972 3.本文研究结果可为研发快速、定量、无损的食品质量安全检测设备提供理论基础.     

有机磷农药乙酰甲胺磷的太赫兹光谱研究

为了获得有机磷农药乙酰甲胺磷在远红外波段的光学特性, 采用太赫兹时域光谱技术(THz TDS), 测量了室温下乙酰甲胺磷在0.2~2.2 THz的高分辨率吸收谱和折射率谱. 结果表明,在室温和氮气环境下,特征吸收峰位于1.58和2.10 THz处, 平均折射率为1.45. 同时运用密度泛函理论(DFT)计算了乙酰甲胺磷分子结构及其在太赫兹波段的振动频率, 并根据计算结果对实验数据进行了解析, 计算结果与实验数据吻合较好. 研究结果表明, 实验光谱的特征吸收峰是由分子的集体振动及扭转形成, 不同的吸收峰位对应分子不同的振转模式.     

椭偏方法分析无氢DLC薄膜光学吸收特性

类金刚石（Diamond Like Coobon,DLc）薄膜在光学领域主要用做红外区高强度减反射光学薄膜,准确测定薄膜的消光系数走,是评价薄膜吸收特性的关键环节．考虑到DLc薄膜材料结构的复杂性,研究了椭偏技术在分析无氢DLC薄膜时物理模型的建立方法,并且验证了该模型分析结果的准确性．利用Maxwell—Gamett等效介质理论建立了一种单层椭偏分析物理模型Si／EMA（n,＋n2混合材料）,利用该模型探索了采用双层模型的高低折射率比值代替薄膜中不同结构材料组分比值的有效性,从整体上用单层模型表征了DLc薄膜的消光系数,获得了单层薄膜的消光系数和折射率．测试了样片的透射率光谱．分别采用TFC（TFCalc）拟合的透射率光谱和Raman光谱验证了椭偏分析模型测试结果的准确性为椭偏分析技术研究DLC薄膜吸收损耗特性提供了有效路径．     

一维太赫兹光滤波器的模拟与制作(英文)

模拟并制作了基于光子带隙结构的一维太赫兹光滤波器.通过人工叠加方式制作一维周期性结构,以聚乙烯或聚四氟乙烯作为高折射率材料,用钻有圆孔的合金片作为空气层,利用太赫兹时域光谱技术测量样品在0.1～0.9 THz波段的透射谱.根据理论模拟结果,利用聚乙烯设计制作中心波长为0.3 THz的带阻滤波器,结构周期为400μm,占空比为0.5.测量的3 dB带宽为0.08 THz,与模拟结果0.07 THz基本吻合.     

皖西膨胀土标准吸湿含水率特征

以周集-六安高速公路为工程背景,探讨标准吸湿含水率在皖西膨胀土判别和分类中的适用性,以及与其他判别指标的相关性.研究表明,标准吸湿含水率和塑性指数在膨胀土的判别上较为一致,但按自由膨胀率判别的膨胀潜势整体较弱,说明新公路规范推荐的判别与分类标准不适用于皖西膨胀土;标准吸湿含水率与液限、塑性指数、自由膨胀率和胶粒含量等判别指标具有一定的相关性,决定系数达0.50～0.73,在一定程度上反映了膨胀土的本质属性,可作为辅助判别指标.     

非晶硅薄膜PECVD法制备与光学性质表征

在普通玻璃上采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备氢化非晶硅薄膜,研究了在不同温度、压力、功率、H2/SiH4气体流量比等条件下氢化非晶硅的沉积速率,折射率、消光系数、吸收系数、光学禁带宽度等光学性质。实验结果表明非晶硅薄膜的折射率随着入射光波长的增加而减小;在500 nm处吸收系数高达8.5×104cm-1,光学禁带宽度在1.60—1.78 eV之间变化。