Terahertz波相位成像研究
Terahertz(简称THz)波成像技术是最近十余年来发展最迅速的成像技术之一，它在生物医学、化学、质量检测等领域有许多潜在的应用。THz波通过样品透射或反射后，其相位和振幅将携带样品一些结构信息，通过相位和振幅信息能解析出样品的参数从而成像。本文对从透射或反射THz波的振幅和相位中提取出样品参数而成像进行了深入研究，首次研究了THz脉冲在样品界面的传输，并提出了一种新的成像方法。概括起来，本学位论文取得了以下创新性研究成果：
1.对从透射THz信号的振幅和相位中提取出样品参数而成像进行了比较。结果显示：对THz波弱吸收的样品，利用相位信息成像比振幅信息成像结果要好；时域谱峰值位置的漂移会对相位信息成像产生较大的影响。
2.首次对样品内非平行界面的反射式THz波层析成像进行了研究，根据物理模型给出了非平行界面的重构方法，结果显示非平行界面的重构方法是可行的，并对误差来源进行了分析。探索了利用反射式THz波层析成像进行曲线轮廓界面重构的可行性，并给出了对曲线轮廓界面进行近似处理的条件和方法。给出了反射式THz波层析成像中对样品色散的解析方法，并探讨了吸收系数解析的可能性。
3.对THz时域谱的劈裂现象进行了解释，首次提出了利用峰值劈裂现象实现轮廓成像的方法，并给出了轮廓成像的原理和重构算法，对轮廓成像和传统的透射式时域谱成像进行了比较。相对传统的透射式时域谱成像，基于劈裂现象的轮廓成像方法具有更高的空间分辨率以及更好的信噪比。
4.首次对THz脉冲在样品界面上的传输进行研究。对THz波弱吸收的样品，频率谱上产生了与杨氏干涉相类似的结果，对此进行了相位分析，分析结果与实验现象基本吻合。利用广义Huygens-Fresnel衍射积分对THz时域谱的劈裂现象进行了理论分析，结果显示：当样品越厚时，理论计算误差越小。并详细分析了误差的来源。
- 作者：
- 席再军
- 学位授予单位：
- 中国科学院上海应用物理研究所
- 专业名称：
- 粒子物理与原子核物理
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2006年
- 导师姓名：
- 徐洪杰
- 中图分类号：
- TH74
- 关键词：
- 相位成像；反射式层析成像；轮廓成像；脉冲传输
-