[發明專利]一種時域太赫茲波束相位分布的測量方法

有效

• 申請號: 201710979597.2
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107764416B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 王波;武亞君;王曉冰
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01J9/00
• 分類號: G01J9/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

1.一種時域太赫茲波束相位分布的測量方法，所述的太赫茲波束從發射端z軸方向傳播，其特征在于，該方法包含如下步驟：

S1，設于第一傳播距離z₁且垂直于z軸的平面上為xy z₁平面，在xyz₁平面上設置一金屬平板；

S2，金屬平板從太赫茲光束外側逐漸遮擋，記錄下在不同位置上的太赫茲時域光譜信號，直至將太赫茲波束完全遮擋；

S3，設于第二傳播距離z₂且垂直于z軸的平面上為xy z₂平面，所述的金屬平板置于xyz₂平面，并重復步驟S2；

S4，求取出太赫茲波束在第一傳播距離z₁和第二傳播距離z₂處的各個頻點的光強分布，最后根據z₁和z₂的間距計算出太赫茲波束在xy z₁平面和xy z₂平面上的相位分布。

2.如權利要求1所述的時域太赫茲波束相位分布的測量方法，其特征在于，所述的步驟S2具體為：

S2.1，分別以x和y方向的步長Δx和Δy從起始點(x₀,y₀)開始共移動N次以實現太赫茲波束的完全遮擋，在x方向從x₀到x₀+(N-1)·Δx可以記錄N組太赫茲時域信號(Ex_n(t),n＝1,...,N)，在y方向從y₀到y₀+(N-1)·Δy同樣可以記錄N組太赫茲時域信號(Ey_m(t),m＝1,...,N)；

S2.2，各頻點在第n次測量位置處測得的總能量為和其中表示快速傅里葉變換，第n次測量步長范圍內從x₀+(n-1)·Δx到x₀+n·Δx范圍內的對應頻點ω的能量為Ix_n(ω)＝|Ex_n(ω)|²-|Ex_n+1(ω)|²,n＝1,...,N-1；

S2.3，同理得到在y方向對應頻點的光強分布Iy_m(ω)；

S2.4，對于在x₀+(n-1)·Δx到x₀+n·Δx和y₀+(m-1)·Δy到y₀+m·Δy的矩形范圍內的光強分布在平面波近似下則為I_nm(ω)＝Ix_n(ω)·Iy_m(ω)。

3.如權利要求2所述的時域太赫茲波束相位分布的測量方法，其特征在于，通過步驟S2分別得出頻率ω在xy z₁平面和xy z₂平面的光強分布I_nm(ω)和I′_nm(ω)。

4.如權利要求1所述的時域太赫茲波束相位分布的測量方法，其特征在于，所述的步驟S4中通過相位恢復算法計算出太赫茲波束在xy z₁平面和xy z₂平面上的相位分布。

5.如權利要求4所述的時域太赫茲波束相位分布的測量方法，其特征在于，所述的步驟S4具體包含：

S4.1，先對xy z₁平面的光強I_nm(ω)乘以隨機相位分布φ_nm(ω)，則其復振幅U_nm(ω)＝I_nm(ω)·exp(-jφ_nm(ω))；

S4.2，將U_nm(ω)按照衍射傳播理論計算傳播到xy z₂平面的復振幅U′_nm(ω)；

S4.3，取計算得到的復振幅U′_nm(ω)的相位信息乘上I′_nm(ω)作為新的復振幅再用菲涅耳衍射公式進行計算傳播到xy z₁平面的復振幅，并取其相位信息乘上I_nm(ω)；

S4.4，重復步驟S4.2和S4.3直到算法收斂。