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摘要太赫兹（THz）波（又可称THz辐射，远红外波，亚毫米波），是处于微波和红外波之间的电磁波。因其瞬态性可对各种材料进行时间分辨研究，亚皮秒脉宽便于分析物质光谱性质，高时空相干性质用于提取材料光学常数，低光子能量不易破换物质本身以及对极性和非极性物质显示明显不同的特质，使得其在物理学，生命科学，医学领域，无线通信，天文学，雷达探测等众多领域的研究和应用方面逐渐加深。在另一方面太赫兹的频段在0.1THz--10THz间，既不能全部使用光学理论研究，也不完全适合微波知识完全阐述，而太赫兹感测与成像是太赫兹技术应用最重要的方面。所以本文即是对太赫兹成像技术以及成像特性的深入研究，并利用其对极性物质水分子的吸收作用对水果进行具体的太赫兹成像分析研究。32996
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关键词 太赫兹（THz) 成像 泵浦-探测
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Title Imaging properties of terahertz waves
Abstract
Terahertz (THz) waves (THz radiation can be said, far-infrared waves, sub-millimeter), are microwave and infrared in the electromagnetic wave. Because of the transient nature of the various materials can be time-resolved studies, sub-picosecond pulse width to facilitate analysis of the spectral properties of the material, high spatial and temporal coherence properties of optical constants for the extraction of material, low photon energy is not easy to break and change the substance itself polar and non-polar material show distinct characteristics, so that aspect of the research and its application in many fields of physics, life sciences, medicine, wireless communications, astronomy, radar, etc. gradually deepened. On the other hand terahertz band in 0.1THz - 10THz room, we can not all use the theory of optical, microwave knowledge is not entirely suitable for fully set forth, and THz sensing and imaging terahertz technology is the most important aspect. Therefore, this paper is an in-depth study of terahertz imaging technology and imaging characteristics, and using its absorption of water molecules on polar substances specific to the fruit of terahertz imaging analysis.
Keywords Terahertz (THz) imaging pump - probe
目 次
1.1 引言1
2 太赫兹3
2.1 太赫兹辐射的独特性质3
2.2 太赫兹辐射的应用4
2.3 基于光学效应的太赫兹辐射源 7
2.4 基于电子学的太赫兹辐射源10
2.5 太赫兹技术发展现状 10
3 太赫兹波的探测12
3.1脉冲太赫兹信号探测13
3.2连续太赫兹脉冲信号探测14
3.3太赫兹单光子探测15
3.4太赫兹时域光谱技术15
3.5其它探测法 17
4 太赫兹成像18
4.1 太赫兹成像系统18
4.2 太赫兹时域光谱成像 18
4.3 扫描成像19
4.4 太赫兹实时成像19
4.5 太赫兹层析成像20
4.6 太赫兹连续波成像22
5太赫兹对水果成像探究22
结论 25
致谢 26
参考文献 27
1 引言
电磁波谱技术的应用涉及生活中的各个方面，如X光照射层析成像，B超，无线电，以及使用拉曼光谱技术和红外变换光谱技术可以表征分子的振动和转动能级等光学性质。而电磁波宽广的频谱也表明了其分类的多样性。尤其是波长在30μm--3mm(10THz-0.1THz)之间的区域位于微波和红外辐射之间的电磁辐射称为太赫兹波。图1.1给出了太赫兹波段在电磁波谱中的位置。
图1.1 THz波在电磁波谱中的位置
从图中可以看出太赫兹波在长波段与亚毫米波重合，在短波段与远红外波段重合，是电子学与光子学，宏观理论向微观理论的过度区域。对于电磁波与光波的研究我们的研究方式不同。如图