Развитие методов импульсной терагерцовой спектроскопии и интроскопии

• Автор: Скрыль, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 83 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
Благодарности
Глава 1. Терагерцовая спектроскопия на основе одиночной частотной
гребенки
1.1. Идея метода
1.2. Описание экспериментальной установки
1.3. Измерения профиля поглощения набора вращательных линий
флуороформа (СБэН)
1.4. Выводы
Глава 2. Прецизионная терагерцовая спектроскопия на основе
перестраиваемой частотной гребенки
2.1. Принцип работы
2.2. Описание экспериментальной установки
2.3. Измерения отдельных линий поглощения газов СГ3Н и ОСБ
2.4. Выводы
Глава 3. Терагерцовая интроскопия произведений искусства
3.1. Объект исследования и экспериментальные схемы зондирования
3.2. Двумерная интроскопия с регистрацией прошедших волн
3.3. Двумерная интроскопия в отражательном режиме
3.4. Времяпролетная томография
3.4. Выводы

Заключение
Список публикаций по диссертации
Литература

Введение
В последние годы в связи с прогрессом в технике генерации и детектирования электромагнитного излучения терагерцового диапазона частот все более важной становится задача развития методов практического применения терагерцового излучения как измерительного инструмента для широкого круга фундаментальных физических исследований, а также биомедицинских и технических приложений. В терагерцовом диапазоне лежат резонансы многих сложных органических молекул, например, биомаркеров в анализе дыхания [1], взрывчатых [2, 3] и отравляющих веществ [4]. Это позволяет обнаруживать и идентифицировать подобные вещества в небольших концентрациях. Благодаря неионизирующему характеру терагерцового излучения и, следовательно, его безвредности для человека развиваются неинвазивные методы терагерцовой биомедицинской диагностики (выявление новообразований и патологий под кожей [5, 6], визуализация внутренней структуры зубов [7] и др.). Многие непрозрачные в оптическом диапазоне материалы (одежда, бумага, дерево, пластмасса и т.п.), имеют окна прозрачности в терагерцовом диапазоне, что дает возможность проводить интроскопию (визуализацию внутренней структуры) непрозрачных объектов [8], в том числе, создавать терагерцовые системы безопасности (для обнаружения скрытого под одеждой оружия [9], наличия опасных веществ в почтовых отправлениях [10] и др.) и системы неразрушающего контроля ' качества различных продуктов (фармакологических препаратов [11, 12], продуктов питания [13, 14] и др.), развивать методы исследования внутренней структуры предметов искусства [15] и археологических артефактов [16]. Уникальной особенностью применения короткоимпульсного терагерцового излучения является возможность проводить так называемую спектроскопию во временной области (TDS - time-domain spectroscopy), позволяющую практически
вид огибающей терагерцовой гребенки (осцилляции в интервале ~200-300 ГГц и наличие максимума на частоте -370 ГГц) хорошо согласуется с формой спектра одиночного терагерцового импульса, приведенного на рис. 1.86. Таким образом, с помощью нашей экспериментальной установки возможно проведение точных спектроскопических измерений с частотным разрешением 100 МГц в окрестности любой из частот из интервала -200-500 ГГц, где были зарегистрированы сигналы биений. Спектральное покрытие метода может быть расширено в сторону высоких частот при использовании более высокочастотного смесителя.