[发明专利]一种时域太赫兹波束相位分布的测量方法

说明书

本发明公开了一种时域太赫兹波束相位分布的测量方法，太赫兹波束从发射端z轴方向传播，该方法包含如下步骤：S1，设于第一传播距离z₁且垂直于z轴的平面上为xy z₁平面，在xy z₁平面上设置一金属平板；S2，金属平板从太赫兹光束外侧逐渐遮挡，记录下在不同位置上的太赫兹时域光谱信号，直至将太赫兹波束完全遮挡；S3，设于第二传播距离z₂且垂直于z轴的平面上为xy z₂平面，所述的金属平板置于xy z₂平面，并重复步骤S2；S4，求取出太赫兹波束在第一传播距离z₁和第二传播距离z₂处的各个频点的光强分布，最后根据z₁和z₂的间距计算出太赫兹波束在xy z₁平面和xy z₂平面上的相位分布。

技术领域

本发明涉及电磁散射测试技术，特别涉及一种时域太赫兹波束相位分布的测量方法。

背景技术

基于太赫兹时域光谱技术的目标RCS测量系统，可以通过一次时域测量可以获得整个0.1THz到2.5THz及以上谱段的电磁散射特性，突破了现有电子学设备最高约0.7THz的工作频率上限。且由于频谱半高全宽可达1THz以上，从而具有很高的距离分辨率，而具有分辨复杂目标细节的能力。

为了获取目标的太赫兹后向电磁散射特性，而相继建立太赫兹准单站RCS时域测量装置，如丹麦技术大学的Krzysztof等人(Terahertz radar cross sectionmeasurements,Optics Express,2010(18),26399)构建了飞秒激光斜入射泵浦Mg:LiNbO₃晶体作为发射源且双站角为6.6°的准单站时域光谱紧缩场测量装置和天津大学的梁达川等人(缩比模型的宽频时域太赫兹雷达散射截面(RCS)研究，物理学报，2014(63)，214102)构建的双站角为9°的基于飞秒激光光纤耦合光导天线的太赫兹时域RCS测量系统。以及为了获得目标的双站散射特性，而建立的接收端置于转盘的可变双站角度太赫兹时域光谱双站RCS测量系统(Scaled bistatic radar cross section measurements of aircraftwith a fiber-coupled THz time-domain spectrometer,IEEE Transactions onTerahertz Science and Technology,2012(2),424)。

在RCS测量中，要求目标是被平面波均匀照射。在实际测量中通常要求波束在目标表面的振幅波动小于3dB，相位波动小于π/8。由于太赫兹时域光谱技术采用飞秒激光脉冲泵浦光导天线或ZnTe等非线性晶体作为太赫兹发射源，其出射的太赫兹脉冲的空间分布通常为高斯分布，为了满足RCS测量平面波的要求，需要设计准光光路将太赫兹脉冲扩束后再通过衍射光学元件(如反射镜、全息片等)整形为平面波束。在此准光设计过程中，首先需要获取太赫兹光束的振幅和相位分布，才能针对工作频率进行后续衍射光学元件的设计。也需要有效的太赫兹光束振幅和相位测量方法以评估经光束整形后到达静区的光场分布是否满足RCS测量的要求。