光纤式太赫兹时域光谱仪进展报告

第５２卷　第３期 激光与红外Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．３　２０２２年３月 ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤＭａｒｃｈ，２０２２ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２２）０３ ０３０７ ０７·综述与评论·太赫兹目标特征研究进展韩建龙１，赵　寰２，邱桂花１，潘士兵１，张瑞蓉１，刘玉凤１，王　雯１（１ 山东非金属材料研究所，山东济南２５００３１；２ 陆装南京军代局济南军代室，山东济南２５００３１）摘　要：伴随着太赫兹雷达技术的快速发展，有关太赫兹目标特性的研究得到国内外学者的重视，并成为近几年的一个重要研究领域。

本文综述并分析了太赫兹目标特性的国内外最新研究进展，包括光滑和粗糙表面简单散射体的太赫兹特征、复杂形状目标缩比模型的太赫兹ＩＳＡＲ成像、缩比模型的太赫兹ＲＣＳ测量的研究进展，为太赫兹雷达系统设计、目标识别以及隐身目标设计等研究工作提供基础。

关键词：太赫兹；目标特征；散射体；ＩＳＡＲ成像；ＲＣＳ测量中图分类号：Ｏ４３６ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２２．０３．００１ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔａｒｇｅｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｅｒａｈｅｒｔｚｂａｎｄＨＡＮＪｉａｎ ｌｏｎｇ１，ＺＨＡＯＨｕａｎ２，ＱＩＵＧｕｉ ｈｕａ１，ＰＡＮＳｈｉ ｂｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧＲｕｉ ｒｏｎｇ１，ＬＩＵＹｕ ｆｅｎｇ１，ＷＡＮＧＷｅｎ１（１ ＣＮＧＣＩｎｓｔｉｔｕｔｅ５３，Ｊｉ′ｎａｎ２５００３１，Ｃｈｉｎａ；２ Ｊｉ′ｎａｎＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅＯｆｆｉｃｅｏｆＡｒｍｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｊｉ′ｎａｎ２５００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄｂｙｔｈｅｒａｐｉｄｇｒｏｗｔｈｏｆｔｈｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｒａｄａｒ，ｍａｎｙｇｌｏｂａｌｓｃｈｏｌａｒｓｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｅｒａｈｅｒｔｚｔａｒｇｅｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｌａｔｅｓｔｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｅｒａｈｅｒｔｚｔａｒｇｅｔｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｓｉｍｐｌｅｓｃａｔｔｅｒｓｗｉｔｈｔｈｅｓｍｏｏｔｈａｎｄｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｅＩＳＡＲｉｍａｇｉｎｇｏｆｔｈｅｓｃａｌｅｄｍｏｄｅｌｓｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘｓｈａｐｅ，ａｎｄｔｈｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｏｆｔｈｅｓｃａｌｅｄｍｏｄｅｌｓ．Ｔｈｅｗｏｒｋｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｙｏｆｆｅｒｓｏｍｅｒｅｆｅｒ ｅｎｃｅａｎｄｇｉｓｔｆｏｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｅｒａｈｅｒｔｚｒａｄａｒｄｅｓｉｇｎ，ｔａｒｇｅｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｔｅｒａｈｅｒｔｚｓｔｅａｌｔｈｔａｒｇｅｔｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｒａｈｅｒｔｚ；ｔａｒｇｅｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｓｃａｔｔｅｒｓ；ＩＳＡＲｉｍａｇｉｎｇ；ＲＣＳｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ作者简介：韩建龙（１９８６－），男，高级工程师，从事太赫兹，红外等光学材料的设计与制备研究。

激光与光电子学进展48,013001(2011)L a ser &Opt oe l e ct ro nics P ro gress 2011 中国激光 杂志社爆炸物太赫兹光谱探测技术研究进展王 高1,2,3 周汉昌3 姚宝岱3 徐德刚1,2 姚建铨1,21天津大学精密仪器学院激光与光电子研究所,天津3000722天津大学光信息技术科学教育部重点实验室,天津3000723中北大学仪器与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051摘要 近年来,随着太赫兹(T H z)技术的快速发展,它在安检、航空航天、生命科学、化学等领域展现了巨大的应用前景。

在安检领域,由于许多炸药及其相关材料在太赫兹波段具有特征吸收谱,许多非金属、非极性材料对太赫兹波是透明的,因此爆炸物太赫兹光谱探测技术具有巨大的潜力,受到了国内外的高度重视。

介绍了国内外利用太赫兹波进行爆炸物光谱探测技术的研究现状及太赫兹光谱探测技术的新进展,综述了在固态爆炸物和气态爆炸物的特征吸收光谱研究方向所取得的成果。

最后总结了目前存在的技术难题,展望了未来的发展趋势。

关键词 太赫兹;特征吸收光谱;爆炸物检测中图分类号 T N 247 文献标识码 A doi:10.3788/LOP 48.013001Progre ss of Terahe rtz Spe ctroscopy Detection Technique of ExplosivesWang Gao1,2,3 Zhou Hanchang 3 Yao Bao dai 3 Xu Degang 1,2 Yao Jianquan 1,21Instit ute of La ser an d Optoelectr on ics ,Coll ege of Pr ecision Instr u m en t a nd Optoelect r onics En gin eer in g ,T ia n jin Un iver si ty ,T ian jin 300072,Chin a2Key La bor a tor y of Opto Electr on ics In for m a tion an d T echnica l Scien ce ,M in istr y of Educat ion ,T ia n jin Un iver si ty ,T ian jin 300072,Chin a3Key La bor a tor y of Instr u m en t Scien ce a n d Dy na m ic M ea sur em en t ,M inistr y of Educa tion ,Nor t h Univ er sity of China ,T a iyu an ,Shan x i 030051,ChinaAbstract With the rapid development of the terahertz spectroscopy technique,it has shown great applic ationprospect in the field of safety inspection,aerospace,life science and chemistry.In inspection field,most explosivesand related compounds have c haracteristic absorption and many nonmetal and nonplority ma terials are transparent toterahertz wave,so it has shown significant potential for the safety inspection and acquired great at tention at homeand aboard.The abroad and domestic research status of the explosives detection using terahertz spec troscopytechnique and the progress of terahertz spectroscopy tec hnique was introduced.Then the the achievements of thesolid and gaseous explosives c hara cteristic absorption spectrum were concluded.Finally the existing techniquediffic ulties were summed up and the future development trend was outlooked.Key wo rds terahertz,c harac teristic absorption spectrum,explosive detectionOCIS co des 300.6495;300.6170;300.1030收稿日期:2010 07 16;收到修改稿日期:2010 09 01基金项目:国家973计划(20070CB 310403)、国家自然科学基金面上项目(60801017)和中北大学校自然科学基金资助课题。

光信息专业实验报告：光时域反射仪（OTDR ）六、实验过程记录与分析A 、 光纤长度测量用NETWORKS 软件测量从A 点到C 点的距离，采用10ns 和250ns 脉宽进行了多次测量，得到光纤长度如表1所示（n = 1.4682，λ= 1550 nm ）：表1 光纤长度测量值B 、 光纤衰减耗损的分段测量分别用脉宽为10ns 和250ns 的激光，分段测量光纤的平均损耗。

选择2km 为分解，注意选择点A 和B 时应避开融接连接点和机械连接点。

测量时A 点逐渐远离开端，记录数据如表2所示（n = 1.4682，λ= 1550 nm ）1、 对10ns衰减系数平均值标准偏差()0.007dB/km1)3（3141i 210ns10nsi 10ns =--⨯=∑=αασ所以得到：km dB /007.0194.010ns ±=α2、对250ns衰减系数平均值：km dB /194.010ns =αkm dB /213.010ns =α标准偏差：()0.02dB/km1)(33141i 2100ns100nsi 100ns =--⨯=∑=αασ所以得到：km dB /02.021.010ns ±=αC 、 全段光纤的平均损耗为了去除菲涅尔反射峰下降沿的影响，我们特从B 峰后的平衡点开始测量到C 点，长度有一些变化，连同衰减一起，数据记录如表3所示（n = 1.4682，λ= 1550 nm ）：1、对10ns衰减系数平均值：10ns α= 0.37313 dB/km标准偏差：()∑=--⨯=41i 210ns10nsi 10ns 1)(441αασ= 0.02 dB/km于是得到衰减系数：10ns 10ns 10ns σαα±== 0.37±0.02 dB/km2、对250ns衰减系数平均值：250ns α=0.37359 dB/km标准偏差：()∑=--⨯=41i 2250ns 250nsi 250ns 1)(441αασ= 0.02dB/km于是得到衰减系数：250ns 250ns 250ns σαα±== 0.37±0.02 dB/km分析：在同一脉冲宽度下，整段衰减损耗系数只有微小差别，均在4%以下； 对于不同脉宽，计算得到的衰减系数平均值相同，差别不大。

太赫兹时域光谱与频域光谱研究综述曹灿;张朝晖;赵小燕;张寒;张天尧;于洋【摘要】近年来太赫兹技术因其重要的理论研究价值和广泛的应用前景引起了科学界的普遍关注.太赫兹光谱技术作为太赫兹科学发展的主要方向之一,可分为频域光谱与时域光谱两种.它的出现解决了太赫兹波段下无法产生宽带辐射源的难题,使得光谱学上存在的太赫兹断层得以填补.随着这项技术的发展,对太赫兹波段下物质特性的研究也逐步拓展到生物医学、材料、通信、安检为代表的各个领域.从产生原理、性能特点、应用领域等方面对两种光谱进行比较,进而阐述了两种太赫兹光谱的优缺点以及其应用优势.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2018(038)009【总页数】12页(P2688-2699)【关键词】太赫兹光谱;频域;时域;发射器与探测器;性能特点;应用领域【作者】曹灿;张朝晖;赵小燕;张寒;张天尧;于洋【作者单位】北京科技大学自动化学院 ,北京 100083;北京市工业波谱成像工程技术研究中心 ,北京 100083;北京科技大学自动化学院 ,北京 100083;北京市工业波谱成像工程技术研究中心 ,北京 100083;北京科技大学自动化学院 ,北京 100083;北京市工业波谱成像工程技术研究中心 ,北京 100083;北京市工业波谱成像工程技术研究中心 ,北京 100083;北京科技大学计算机与通信工程学院 ,北京 100083;北京科技大学自动化学院 ,北京 100083;北京市工业波谱成像工程技术研究中心 ,北京 100083;北京科技大学自动化学院 ,北京 100083;北京市工业波谱成像工程技术研究中心 ,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】O433引言太赫兹(Tera Hertz)波一般指频率在0.1～10 THz之间的电磁波，其波长大概在0.03～3 mm范围内，介于微波与红外之间。

该波段在电磁波谱中所处位置特殊，相关理论介于宏观电磁学与微观光子学之间的过渡区[1]。