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《太赫茲脈沖測(cè)量技術(shù)及其在計(jì)量領(lǐng)域的應(yīng)用.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、2013年10月第33卷第5期宇航計(jì)測(cè)技術(shù)JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementOct．，2013V01．33，No．5文章編號(hào)：1000—7202(2013)05—0001—08中圖分類號(hào)：0441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A太赫茲脈沖測(cè)量技術(shù)及其在計(jì)量領(lǐng)域的應(yīng)用龔鵬偉謝文姜河馬紅梅楊春濤(北京無(wú)線電計(jì)量測(cè)試研究所，北京100039)摘要本文對(duì)國(guó)內(nèi)外太赫茲脈沖的產(chǎn)生和測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了綜述，詳細(xì)介紹了太赫茲脈沖產(chǎn)生與測(cè)量技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，以及太赫茲脈沖技術(shù)在寬帶示波器、超快光電探測(cè)器、超快脈沖產(chǎn)生器等儀
2、器設(shè)備計(jì)量中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞太赫茲脈沖太赫茲產(chǎn)生太赫茲測(cè)量+太赫茲計(jì)量MeasurementTechniqueofTerahertzPulsesandApplicationinMetrologyGONGPeng-·weiXIEWenJIANGHeMAHong-·meiYANGChun．．tao(BeijingInstituteofRadioMetrologyandMeasurement，Beijing100039)AbstractRecentdevelopmentofgenerationandmeasurementtechniqueoft
3、erahertzpulseshavebeenreviewedinthispaper．Detailedinstructionsalsoshowforgenerationandmeasurementtechniqueofterahertzpulsesaswellastheirmeritsanddrawbacks．Andtheapplicationofterahertzpulsestechnologyinmetrologyhavebeengiven，suchaswidebandwitdhosscilloscope，uhrafastphotod
4、etector，ultrafastpulsegenerator，widebandwidthcombgeneratorandSOon．KeywordsTerahertzpulseTerahertzgenerationTerahertzmeasurement+Terahertzmetrology1引言電磁波信號(hào)總是沿著連續(xù)波信號(hào)和脈沖信號(hào)兩種信號(hào)形式向前發(fā)展，太赫茲頻段的信號(hào)也不例外。太赫茲波通常是指頻率在(0．1～10)THz，波長(zhǎng)在(0．03—3)mm的連續(xù)波，太赫茲脈沖通常是指半幅度脈沖寬度在(0．1～10)ps的脈沖信號(hào)。太赫茲的長(zhǎng)
5、波段與毫米波、亞毫米波相重合，其發(fā)展主要依靠電子學(xué)技術(shù)；而它的短波段與紅外光相重合，其發(fā)展主要依靠光子學(xué)技術(shù)。近20年來(lái)的發(fā)展使得太赫茲的產(chǎn)生技術(shù)、傳輸技術(shù)和測(cè)量技術(shù)都得到了極大的提高，與之相對(duì)應(yīng)的太赫茲器件、太赫茲儀器相繼應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)太赫茲的特性也逐漸被人們認(rèn)識(shí)的更加清楚。目前，太赫茲領(lǐng)域已經(jīng)取得了很多重大的科研成果，但是依然存在很多技術(shù)困難，需要繼續(xù)攻關(guān)，距離廣泛的實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，對(duì)我們科研工作者來(lái)說(shuō)是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。太赫茲脈沖作為太赫茲技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，被國(guó)內(nèi)外大量的科研工作者所重視，在太赫茲脈沖的產(chǎn)生與測(cè)量方面
6、做了大量工作，研究出了多種太赫茲脈沖產(chǎn)生與測(cè)量的技術(shù)，本文將在第二部分和第三部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。目前，電子學(xué)技術(shù)只能產(chǎn)生太赫茲脈沖半幅度寬度較寬的脈沖信號(hào)，基本上就是lOps，很難小于10ps；電子學(xué)技術(shù)測(cè)量太赫宇航計(jì)測(cè)技術(shù)茲脈沖的能力也限制于目前帶寬最寬的100GHz的示波器，只能對(duì)太赫茲脈沖半幅度寬度較寬的脈沖信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，本文對(duì)電子學(xué)技術(shù)的太赫茲脈沖產(chǎn)生和測(cè)量技術(shù)就不再進(jìn)行介紹，主要從光子學(xué)技術(shù)的角度介紹太赫茲脈沖的產(chǎn)生與測(cè)量技術(shù)?！S著太赫茲脈沖技術(shù)的發(fā)展，太赫茲脈沖技術(shù)在物質(zhì)檢測(cè)、成像安檢、無(wú)損探傷、工業(yè)控制、通信技術(shù)、材料
7、科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、空間探測(cè)、武器裝備和計(jì)量等領(lǐng)域，都展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景¨。o。本文第四部分將主要介紹太赫茲脈沖技術(shù)在計(jì)量領(lǐng)域的一些典型應(yīng)用。2太赫茲脈沖產(chǎn)生技術(shù)太赫茲產(chǎn)生技術(shù)根據(jù)產(chǎn)生的信號(hào)形式分為太赫茲連續(xù)波產(chǎn)生技術(shù)和太赫茲脈沖產(chǎn)生技術(shù)。太赫茲連續(xù)波主要通過(guò)量子級(jí)聯(lián)激光器和固態(tài)電子器件產(chǎn)生，太赫茲脈沖主要以飛秒脈沖激光器為基礎(chǔ)，通過(guò)瞬態(tài)光生電流或非線性介質(zhì)的非線性效應(yīng)產(chǎn)生。本文不介紹太赫茲連續(xù)波的產(chǎn)生技術(shù)，下面重點(diǎn)對(duì)國(guó)內(nèi)外常見的幾種太赫茲脈沖產(chǎn)生技術(shù)詳細(xì)討論。2．1光電導(dǎo)產(chǎn)生技術(shù)光電導(dǎo)產(chǎn)生技術(shù)是通過(guò)激光脈沖激勵(lì)光導(dǎo)開關(guān)產(chǎn)生電脈沖，該技
8、術(shù)的核心是光導(dǎo)開關(guān)。光導(dǎo)開關(guān)的典型結(jié)構(gòu)是依據(jù)經(jīng)典的Auston開關(guān)設(shè)計(jì)’8o，如圖1所示。激光脈沖固圖1光導(dǎo)開關(guān)產(chǎn)生太赫茲脈沖的示意圖光導(dǎo)開關(guān)是在微帶線的基礎(chǔ)上改造而成，微帶線是構(gòu)成微波集成電路的主要器件，
