基于电光采样的THz自动平衡探测系统研究

更新时间：2020-03-27 01:33:56 大小：10M 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：电光采样 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

近几十年来，随着超快激光技术和半导体技术的迅速发展，使得THz技术得以飞速的发展。太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是一种宽带THz脉冲的相干测量技术，是研究THz成像、THz与物质相互作用的重要手段。它以相干THz电磁辐射脉冲作为探测源，利用电光取样或光电导取样的方法直接记录THz辐射场的振幅时间波形，通过傅立叶变换得到测量信号振幅和频谱分布，进而获得材料在THz波段的复折射率，即色散及吸收信息等，实现对样品材料的检测。THz时域光谱技术作为一种非接触测量技术，不仅信噪比高，还能够迅速地对测量样品成分的微细变化做出分析和鉴别，其灵敏度远远优于传统的远红外光谱技术，使得这一技术在很多基础研究、通信、天文、医学、无损检测、安全检测等领域有重大的科学价值和广阔的应用前景。本课题以THz-TDS技术理论为基础，采用线性电光效应耦合波理论，结合电子技术，设计了一种简便的基于电光采样的THz自动平衡探测系统，解决了THz-TDS中平衡探测过程的繁琐手动调节问题。

本课题主要从以下三个方面展开研究:

一、研究了THz-TDS中有关THz产生和探测相关原理，重点对THz-TDS中平衡探测部分的结构及原理进行了分析，提出了将一种新的线性电光效应耦合波理论应用到THz平衡探测过程中，并建立了一套新的THz平衡探测系统的理论方案。

二、根据线性电光效应耦合波理论，建立了一套基于单片机MSP430F1222控制的自动平衡探测系统。完成了PIN光电二极管差分探测电路和前置放大电路的设计，并通过实验测试选用具有相同光电响应灵敏度的高性能PIN光电二极管，有效的实现了对探测信号的放大输出和噪声抑制。同时对平衡探测系统中电机控制部分作了详细研究，引入了一种新的电机控制原理——H桥电机驱动控制原理，利用这一原理设计了一种基于L298N芯片的电机驱动电路，实现了对电机的精准控制。

三、根据优化设计后电路选取了相应参数的元器件，完成了平衡探测系统电路部分的制作，分别对系统各部分的电路进行了实验测试与改进，最后，对改进后的自动平衡探测系统进行了电路集成和实物封装，制作出了一套自动平衡探测系统，并对系统进行了性能分析并对整体实验测试，完成了THz自动平衡探测系统的设计工作。