Высокоточное восстановление спектральных оптических характеристик среды с помощью терагерцовой импульсной спектроскопии - page 5

2. Минимальная толщина образца, при которой алгоритм позволяет
получать корректное решение, должна удовлетворять условию
l
l
min
=
c
0
2
ν
t
max
n
min
,
(1)
где
c
0
— скорость света в вакууме;
ν
t
max
— максимальная частота в
спектре сигнала системы;
n
min
— минимальный показатель преломле-
ния среды в рабочем спектральном диапазоне системы
[
ν
min
, ν
max
]
.
Для получения условия (1) необходимо, чтобы период следования
переотраженных импульсов в сигнале образца
τ
rep
= 2
ln
min
/c
0
значи-
тельно превышал длительность одного импульса
τ
pulse
= 1
max
. При
спектральном рабочем диапазоне значений системы
[0
,
1
,
3
,
0]
ТГц и
минимальном показателе преломления среды
n
min
= 1
,
5
отн. ед. ми-
нимальная толщина образца должна составлять
l
50
мкм.
3. Оптические характеристики образца должны быть постоянны по
объему, а шероховатости поверхностей плоскопараллельной пластин-
ки и флуктуации толщины образца не должны превышать значения
δl
=
λ
min
/
20 =
c/
(20
ν
max
) = 5
,
0
мкм, что позволит исключить вли-
яние рассеяния электромагнитных волн на оптических неоднородно-
стях объекта.
4. Для вывода основных математических соотношений настоящей
работы использовались формулы Френеля для случая нормального па-
дения электромагнитной волны на границу раздела сред 1 и 2:
˜
R
12
(
ν
t
) =
˜
n
2
(
ν
t
)
˜
n
1
(
ν
t
)
˜
n
1
ν
t
+ ˜
n
2
ν
t
;
˜
T
12
(
ν
t
) =
n
1
(
ν
t
)
˜
n
1
(
ν
t
) + ˜
n
2
(
ν
t
)
,
(2)
где
˜
n
1
(
ν
t
)
и
˜
n
2
(
ν
t
)
— спектральные комплексные показатели преломле-
ния сред. Использовался также закон Бугера – Ламберта – Бера, описы-
вающий ослабление амплитуды электромагнитной волны и ее фазовый
набег при прохождении через диссипативную среду:
˜
E
(
z, ν
t
) = ˜
E
(0
, ν
t
) ˜
P
1
(
ν
t
) ;
˜
P
1
(
ν
t
) = exp
j
2
πν
t
c
0
˜
n
1
(
ν
t
)
z ,
(3)
где
˜
E
(0
, ν
t
)
и
˜
E
(
z, ν
t
)
— комплексная амплитуда электромагнитной
волны в начале координатной оси
OZ
и в координате
z
;
z
— простран-
ственная координата, совпадающая с направлением распространения
волны;
˜
P
1
(
ν
t
)
— оператор преобразования комплексной амплитуды
поля.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 3
73
1,2,3,4 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,...24
Powered by FlippingBook