太赫兹时域光谱系统的运动控制和数据采集

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1、分类号学号M201072868学校代码10487密级硕士学位论文太赫兹时域光谱系统的运动控制和数据采集学位申请人：袁静学科专业：光学工程指导教师：刘劲松教授答辩日期：2012.5.29ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheMotionControlandDataAcquisitionofTerahertzTimeDomainSpectroscopyCandidate:Yu

2、anJingMajor:OpticalEngineeringSupervisor:Prof.LiuJingsongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2012独创性声明本人声明所呈交的学位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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人

3、承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要太赫兹波是指频率范围为0.1~1

4、0THz的电磁波。最近20多年来，得益于超快激光技术的迅速发展，太赫兹时域光谱技术作为一种新的、快速发展的光谱分析方法在许多领域备受关注。为了得到太赫兹脉冲的时域波形和频域光谱，而编写的太赫兹时域光谱系统运动控制和数据采集软件，运动控制方便，数据采集处理完整、迅速，有很大的实用价值。以下是本论文的主要研究工作。参与搭建了透射式太赫兹时域光谱系统光路，深入分析了编写运动控制和数据采集软件的功能需求。并基于LabVIEW软件主要编写了步进平移台运动控制和锁相放大器数据采集处理等程序，成功实现了光程差的改变和时域幅值数据采集的

5、一一对应，并完成了对时域波形进行实时快速傅里叶变换，以得到频域光谱。为证明程序的正确性，设计了相关的验证实验。首先加入0.3mm厚的聚四氟乙烯样品进行探测，样品时域信号波形相对于参考信号波形有1.12ps的时间延迟，证明了被测信号为太赫兹信号，即证明了时域波形数据采集程序的可行性。然后将所测时域数据导入Oringin软件中进行快速傅里叶变换得到的频谱图，与直接由LabVIEW快速傅里叶变换程序得到的频谱图对比，二者波形一致，证明了所设计的LabVIEW快速傅里叶变换程序是可行的。最后利用LabVIEW软件得到的频谱图来分

6、析太赫兹脉冲的带宽，并设计了双泵浦光产生太赫兹脉冲的实验，太赫兹脉冲的带宽由2.75THz增加到了5.2THz。为了更方便的搭建和调试光路，也为了使光路系统更加的简单紧凑，根据实际需要，设计了相应的机械零部件，如标定光路高度的光标板零件，装夹探测晶体的晶体盒装置，装夹反射镜的45°底座装置等等。关键词：太赫兹时域光谱系统运动控制数据采集机械设计I华中科技大学硕士学位论文AbstractTHzwaveisakindofelectromagneticwavewhosefrequencyrangesfrom0.1THzto10

7、THz.Inthelast20years,thankstotherapiddevelopmentofultrafastlasertechnology,THz-TDSasanewandrapiddevelopingspectralanalysismethodisconcernedinmanyareas.Togetthetime-domainwaveformandthefrequency-domainspectrum,Ihaveprogrammedasetofproceduresaboutmotioncontrolandda

8、taacquisitioninTHz-TDS.Asit’seasytocontrolmoveandfasttocollectandprocessdatacompletely,thissoftwarehasgoodpracticalvalue.Thefollowingsarethisthesis’smainresear