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迈克尔逊干涉法精确测量太赫兹频谱及目标速度

刘楚 钟凯 史杰 靳硕 葛萌 李吉宁 徐德刚 姚建铨

刘楚, 钟凯, 史杰, 靳硕, 葛萌, 李吉宁, 徐德刚, 姚建铨. 迈克尔逊干涉法精确测量太赫兹频谱及目标速度[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1117006-1117006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1117006
引用本文: 刘楚, 钟凯, 史杰, 靳硕, 葛萌, 李吉宁, 徐德刚, 姚建铨. 迈克尔逊干涉法精确测量太赫兹频谱及目标速度[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1117006-1117006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1117006
Liu Chu, Zhong Kai, Shi Jie, Jin Shuo, Ge Meng, Li Jining, Xu Degang, Yao Jianquan. Accurate measurement of terahertz spectrum and target velocity based on Michelson interferometry[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1117006-1117006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1117006
Citation: Liu Chu, Zhong Kai, Shi Jie, Jin Shuo, Ge Meng, Li Jining, Xu Degang, Yao Jianquan. Accurate measurement of terahertz spectrum and target velocity based on Michelson interferometry[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1117006-1117006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1117006

迈克尔逊干涉法精确测量太赫兹频谱及目标速度

doi: 10.3788/IRLA201847.1117006
基金项目: 

国家自然科学基金(61675146)

详细信息
    作者简介:

    刘楚(1991-),男,硕士生,主要从事太赫兹介电参数测量及目标特性方面的研究。Email:liuchu91@163.com

  • 中图分类号: O436.1

Accurate measurement of terahertz spectrum and target velocity based on Michelson interferometry

  • 摘要: 搭建了一套迈克尔逊干涉仪,对CO2激光的9P36和9R10谱线泵浦CH3OH气体所产生的频率分别为2.52 THz和3.11 THz的太赫兹激光器输出频谱进行了精细测量。测量系统频率分辨率约为1 GHz,测量结果显示CO2激光泵浦的太赫兹源为单色源并具有极窄的线宽,波长与激光器标称值进行对比具有很好的一致性。基于这套系统实现了对干涉仪动臂目标的运动速度准确测量,提出了两种分别适用于匀速运动和变速运动情况下的速度反演方法,反演结果与设定值均相符。结论表明,迈克尔逊干涉仪不但可以精确测量太赫兹波源的频谱,同时配合单色太赫兹源可以准确测量目标速度,为太赫兹波段光谱、成像等领域的应用奠定基础。
  • [1] Yao Jianquan, Zhong Kai, Xu Degang. Study and outlook of terahertz space applications[J]. Space Electronic Technology, 2013, 10(2):1-16. (in Chinese)姚建铨, 钟凯, 徐德刚. 太赫兹空间应用研究与展望[J]. 空间电子技术, 2013, 10(2):1-16.
    [2] Lee Y S. Principles of Terahertz Science and Technology[M]. Springer Science Business Media, 2009.
    [3] Guo Lihan, Wang Xinke, Zhang Yan. Terahertz digital holographic imaging of biological tissues[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(3):611-615. (in Chinese)郭力菡, 王新柯, 张岩. 生物组织的太赫兹数字全息成像[J]. 光学精密工程, 2017, 25(3):611-615.
    [4] Xie Qi, Yang Hongru, Li Hongguang, et al. Explosive identification based on terahertz time-domain spectral system[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(10):2392-2399. (in Chinese)解琪, 杨鸿儒, 李宏光, 等. 基于太赫兹时域光谱系统的爆炸物识别[J]. 光学精密工程, 2016, 24(10):2392-2399.
    [5] Hu Weidong, ji Jinjia, Liu Ruiting, et al. Terahertz atmosphere remote sensing[J]. Chinese Optics, 2017, 10(5):656-665. (in Chinese)胡伟东, 季金佳, 刘瑞婷, 等. 太赫兹大气遥感技术[J]. 中国光学, 2017, 10(5):656-665.
    [6] Ding Li, Ding Xi, Ye Yangyang, et al. Overview of passive terahertz imaging systems for indoor concealed detection[J]. Chinese Optics, 2017, 10(1):114-121. (in Chinese)丁丽, 丁茜, 叶阳阳, 等. 室内人体隐匿物被动太赫兹成像研究进展[J]. 中国光学, 2017, 10(1):114-121.
    [7] Zhong K, Shi W, Xu D, et al. Optically pumped terahertz sources[J]. Science China Technological Sciences, 2017, 60(12):1801-1818.
    [8] Wang Maorong, Zhong Kai, Liu Chu, et al. Radar cross section measurement of standard targets at 3.11 THz based on terahertz gas lasers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(2):0225001. (in Chinese)王茂榕,钟凯,刘楚, 等. 基于太赫兹气体激光器的3.11 THz标准体雷达散射截面测量[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(2):0225001.
    [9] Fan Changkun, Li Qi, Zhou Yi, et al. Measurement investigation of 2.52 terahertz back scattering in aluminium plates with four kinds of roughness[J]. Laser Optoelectronics Progress, 2016, 35(11):111201. (in Chinese)樊长坤, 李琦, 周毅, 等. 四种粗糙度铝板的2.52太赫兹后向散射测量研究[J]. 激光与光电子学进展, 2016, 35(11):111201.
    [10] Li Qi, Yang Yongfa, Hu Jiaqi. A composite algorithm used for terahertz confocal scanning image restoration[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1):321-326. (in Chinese)李琦, 杨永发, 胡佳琦. 一种用于太赫兹共焦扫描图像复原的复合算法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1):321-326.
    [11] Han Xiaohui, Cui Hongliang, Zhang Jin, et al. Accurate and rapid extraction of optical parameters for thin plates with terahertz time domain spectroscopy technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(5):0525003. (in Chinese)韩晓惠, 崔洪亮, 张瑾, 等. 太赫兹时域光谱技术用于准确快速地提取薄片的光学参数[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(5):0525003.
    [12] Zhang Xutao, Sun Jinhai, Cai He, et al. Quiet zone measurements and data processing of THz-TDS experiment system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11):1125003. (in Chinese)张旭涛, 孙金海, 蔡禾, 等. 太赫兹时域光谱系统静区测试及数据处理[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(11):1125003.
    [13] Wang M R, Zhong K, Liu C, et al. Optical coefficients extraction from terahertz time-domain transmission spectra based on multibeam interference principle[J]. Optical Engineering, 2017, 56(4):044101.
    [14] Stone M R, Naftaly M, Miles R E, et al. Generation of continuous-wave terahertz radiation using a two-mode titanium sapphire laser containing an intracavity Fabry-Perot etalon[J]. Journal of Applied Physics, 2005, 97(10):103108.
    [15] Liu W, Wu D, Wang Y, et al. Terahertz frequency measurement of far-infrared laser with an improvement of Martin-Puplett interferometer[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A:Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2010, 614(2):313-318.
    [16] Zuo Z G, Ling F R, Wang P, et al. Hyperfine spectrum measurement of an optically pumped far-infrared laser with a Michelson interferometer[J]. Laser Physics Letters, 2013, 10(5):055004.
  • [1] 郑晨, 冯文林, 何思杰, 李邦兴.  用于测量折射率的光纤迈克尔逊干涉型传感器 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210327-1-20210327-5. doi: 10.3788/IRLA20210327
    [2] 沙金巧, 杨俊义, 范君柳, 王军.  迈克尔逊干涉仪在相位相干成像测量系统中的应用 . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220396-1-20220396-8. doi: 10.3788/IRLA20220396
    [3] 贺敬文, 董涛, 张岩.  太赫兹波前调制超表面器件研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20201033-1-20201033-11. doi: 10.3788/IRLA20201033
    [4] 李雅尚, 赵国忠, 韦青云, 刘宇洋, 阚晨, 李帅.  太赫兹被动成像系统性能研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4):  0404005- 0404005-10. doi: 10.3788/IRLA202049.0404005
    [5] 潘奕, 郑渚, 丁庆, 姚勇.  宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125002-0125002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0125002
    [6] 吴俊政, 倪维平, 严卫东, 张晗.  圆周阵列太赫兹干涉成像中目标场景仿真 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125004-0125004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0125004
    [7] 李瑞君, 赵文楷, 何园涛, 黄强先.  一维纳米定位控制系统 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1017005-1017005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1017005
    [8] 夏祖学, 刘发林, 邓琥, 陈俊学, 刘泉澄.  频率可调太赫兹微结构光电导天线 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 520002-0520002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0520002
    [9] 刘东, 严天亮, 王道档, 杨甬英, 黄玮.  条纹投影与相位偏折测量技术研究进展 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 917001-0917001(10). doi: 10.3788/IRLA201746.0917001
    [10] 马学, 李琦, 鲁建业.  太赫兹高斯光束整形环形光束 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 525002-0525002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0525002
    [11] 吴俊政, 严卫东, 倪维平, 张晗.  圆周阵列太赫兹干涉成像仿真 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 825002-0825002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0825002
    [12] 张米乐, 李依涵, 何敬锁, 崔海林, 张存林.  GaAs样品对太赫兹微带线频谱特性的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1225001-1225001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1225001
    [13] 李建中, 王德田, 刘俊, 雷江波, 田建华, 刘寿先.  多点光子多普勒测速仪及其在爆轰物理领域的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 422001-0422001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0422001
    [14] 王启超, 汪家春, 赵大鹏, 林志丹, 苗雷.  太赫兹波对烟幕的透射能力研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3696-3700.
    [15] 许文忠, 钟凯, 梅嘉林, 徐德刚, 王与烨, 姚建铨.  太赫兹波在沙尘中衰减特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 523-527.
    [16] 何晓阳, 张屹遐, 杨春, 陈琦.  太赫兹光子晶体光纤与天线设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 534-538.
    [17] 董毅, 赵尚弘, 李勇军, 韩磊, 赵卫虎.  半导体光放大器中SPM效应对光脉冲传输性能的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1411-1415.
    [18] 王蓉蓉, 吴振森, 张艳艳, 王明军.  太赫兹波段信号在雾中的传输特性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2662-2667.
    [19] 郭澜涛, 牧凯军, 邓朝, 张振伟, 张存林.  太赫兹波谱与成像技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 51-56.
    [20] 鞠智鹏, 李德华, 周薇, 马建军, 李乾坤, 屈操.  相位阶跃变化型太赫兹波带片 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1519-1522.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-10
  • 修回日期:  2018-07-28
  • 刊出日期:  2018-11-25

迈克尔逊干涉法精确测量太赫兹频谱及目标速度

doi: 10.3788/IRLA201847.1117006
    作者简介:

    刘楚(1991-),男,硕士生,主要从事太赫兹介电参数测量及目标特性方面的研究。Email:liuchu91@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61675146)

  • 中图分类号: O436.1

摘要: 搭建了一套迈克尔逊干涉仪,对CO2激光的9P36和9R10谱线泵浦CH3OH气体所产生的频率分别为2.52 THz和3.11 THz的太赫兹激光器输出频谱进行了精细测量。测量系统频率分辨率约为1 GHz,测量结果显示CO2激光泵浦的太赫兹源为单色源并具有极窄的线宽,波长与激光器标称值进行对比具有很好的一致性。基于这套系统实现了对干涉仪动臂目标的运动速度准确测量,提出了两种分别适用于匀速运动和变速运动情况下的速度反演方法,反演结果与设定值均相符。结论表明,迈克尔逊干涉仪不但可以精确测量太赫兹波源的频谱,同时配合单色太赫兹源可以准确测量目标速度,为太赫兹波段光谱、成像等领域的应用奠定基础。

English Abstract

参考文献 (16)

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