太赫兹时域光谱技术在农业和材料中的应用基础研究
太赫兹(THz，1THz=-1012Hz)辐射在电磁波谱上位于微波和红外之间，属于远红外波段。THz波段通常是指频率在0.1THz～10THz，波长在30μm～3mm之间的电磁波段。近年来，随着超快激光技术的应用，为太赫兹脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源，使THz波谱技术得到了蓬勃的发展。太赫兹时域光谱技术就是20世纪80年代发展起来的一种新型太赫兹波谱测量技术。它利用电光采样或光电导采样方法直接记录THz辐射电场的时间波形，通过傅立叶变换得到测量信号振幅和相位的光谱分布，进而获得材料在THz波段的吸收和色散等信息。
本文利用透射型THz时域光谱技术及其分析方法对以下两个方面的样品进行光谱研究。
首先，对农业类的玉米叶、淀粉、氨基酸以及与奶制品安全相关的三聚氰胺进行了光谱测量。得到了它们的在0.2THz～3THz频率范围内的吸收和色散特性。结果显示四种不同生长时期的玉米叶吸收谱很类似，都只有整体吸收，没有特征峰结构，吸收随着频率的升高逐渐增强。直链淀粉和支链淀粉在所测频率范围内也只存在整体吸收，但直链淀粉的吸收系数和折射率都大于支链淀粉。氨基酸和三聚氰胺对THz辐射吸收很微弱，在0.2THz～1.7THz范围内吸收系数几乎为零。
其次，在材料方面，对目前研究和应用都非常广泛的几种铁电材料和半导体材料GaAs进行了光谱测量。铁电材料包括三种不同烧结温度的PLT铁电薄膜、两种不同晶粒大小的PZT铁电薄膜、同成分铌酸锂(CLN)和定比铌酸锂(SLN)。给出了材料在0.2THz～2.5/3THz频率范围内的吸收系数、折射率、复介电系数这些光学常数的分布曲线。比较了同种材料不同制备参数或不同成分比例的THz光谱，并根据实验结果和材料的特性预见了它们在THz频段可能的应用前景，为将来THz技术对这些材料的应用和更深入研究提供了有价值的参考信息。
太赫兹时域光谱技术;吸收谱;光学常数;农业工程;材料工程
电子科技大学
硕士
物理电子学
刘盛纲
2009
中文
TH744.1
64
2009-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）