基于太赫兹时域光谱技术的水蒸汽传输特性研究.pdf

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1、基于太赫兹时域光谱技术的水蒸汽传输特性研究研究李进信息工程学院电子与通信工程尚丽平教授何碧研究员2015415ClassifiedIndex:TP73U.D.C:535-1SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisStudyofTransmissionCharacteristicsofWaterVaporBasedonTerahertzTime-DomainSpectroscopyGrade:2012Candidate:LiJinAca

2、demicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ElectronicandCommunicationEngineeringSupervisor:ShangLiPingApr.15,2015独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了

3、明确的说明并表示了谢意。签名：方迷曰期：抑丨^各绡糾关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，S卩：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。签名：i导师签名:西南科技大学硕士学位论文第I页摘要太赫兹波是指频率范围为0.1-10THz的电磁波。太赫兹的特殊性质使其在生物医学、无损探伤、安全检测和移动通信等领域都有着广阔的应用前景。尤其在移动通信领域越来越受到世界各国的重视和青睐。随着人们

4、对数据传输速率的要求越来越高，发展更高频率的载波是满足大数据传输的必然趋势。然而太赫兹辐射在通信、雷达这些数据传输方面的应用与THz的大气传输特性紧密相关。大气对THz的吸收衰减效应以水分子的吸收作用最强。所以研究THz在水蒸汽中的传输效应是确定THz的大气窗口位置和宽度的重要依据。本实验搭建基于太赫兹时域光谱技术的透射式THz-TDS系统为实验平台，调整THz传输行程为0.5m，1m，2m，3m和密闭环境湿度范围在0到80%。采用等效时间取样原理重构太赫兹时域波形，以LabView开发的软件采集和存储实验数据

5、。数据处理过程首先需要对时域信号经过傅里叶变换，在频域上提取振幅和相位信息。最后采用L.Duvillaret和T.D.Dorney等人提出的提取材料光学参数的经典理论计算THz在不同湿度和不同传输行程下的吸收系数和透射率等参数。通过本实验大量数据分析得到如下结论，随着空气湿度的升高，太赫兹时域光谱峰值逐渐降低，各窗口的传输率降低，传输窗口被压缩。随着水蒸汽太赫兹传输行程的增加，各窗口的传输率逐渐降低，传输窗口被压缩。关键词：太赫兹时域光谱水蒸汽吸收衰减传输窗口西南科技大学硕士学位论文第II页AbstractTH

6、zwaveisakindofelectromagneticwavewhosefrequencyrangesfrom0.1THzto10THz.ThespecialpropertiesofTerahertzmakeithaveabroadapplicationprospectinbiomedicine,nondestructivetesting,securitytestingandmobilecommunications,especially,thefieldofmobilecommunication.Witht

7、herequirementsondatatransmissionrateincreasing,developmentofhighfrequencycarrierisaninevitabletrendtomeetthelargedatatransmission.However,theapplicationofTHzincommunicationandradarwhichareassociatedwithdatatransmissionarecloselyrelatedtoatmospherictransmissi

8、oncharacteristicofterahertzradiation.TheabsorptionandattenuationofTHzintheatmospherearemainlycausedbywatermolecules.SoinvestigatingTHztransmissioneffectsofwatervaporisanimportantbasisfordetermin