基于鉭酸鋰晶體的熱釋電太赫茲探測系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、太赫茲波是頻率在0.1~10THz范圍內(nèi)的電磁波，位于微波與紅外之間。正是由于處在電磁波譜的特殊頻段，太赫茲電磁波具有很多特殊的性質(zhì)如透射性、相干性、瞬態(tài)性和低能性等，因而太赫茲電磁波在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、公共安全領(lǐng)域、無損檢測以及軍事領(lǐng)域方面都有著非常廣闊的應(yīng)用前景。隨著新技術(shù)、新材料的發(fā)展，太赫茲技術(shù)越來越受到人們的重視并在國際范圍內(nèi)掀起了一場太赫茲研究熱潮。盡管人類在太赫茲輻射的研究和認(rèn)識方面已經(jīng)取得了很大的進展

2、，但有關(guān)太赫茲探測的問題仍未得到很好的解決。
　　在以上背景下，本文以32通道熱釋電太赫茲探測器為主要對象，采用FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）作為邏輯控制單元，通過對模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 AD7490和以太網(wǎng)傳輸芯片DM9000A底層程序的開發(fā)設(shè)計，實現(xiàn)了太赫茲信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換以及高速數(shù)據(jù)傳輸。最后通過使用微軟MFC基礎(chǔ)類庫完成了與硬件相對應(yīng)的太赫茲探測系統(tǒng)軟件平臺的開發(fā)。具體內(nèi)容如下：
　　論文首先對熱釋電型太赫茲探測器的工作原理進行

3、了介紹，提出了一種采用機械減薄雙面拋光工藝和半導(dǎo)體工藝完成基于鉭酸鋰晶體薄膜的32通道線陣列熱釋電太赫茲探測器制備的方法。
　　其次完成了包含前置放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)傳輸電路和 FPGA控制電路的太赫茲探測硬件系統(tǒng)的構(gòu)建，然后通過對 FPGA進行程序開發(fā)設(shè)計完成了相關(guān)芯片底層驅(qū)動程序以及系統(tǒng)邏輯的控制。在數(shù)據(jù)傳輸方面通過對串口傳輸、PCI-E傳輸和以太網(wǎng)傳輸三種傳輸方案進行比較，最終選擇了傳輸速度高、兼容性好、又成本低廉、

4、攜帶方便的以太網(wǎng)傳輸方案作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方案。
　　最后在Visual Studio2005平臺下，通過使用微軟MFC基礎(chǔ)類庫完成了太赫茲探測系統(tǒng)軟件的開發(fā)，實現(xiàn)了基于以太網(wǎng)UDP協(xié)議下的太赫茲數(shù)據(jù)的接收、操作界面的設(shè)計、32路太赫茲信號數(shù)據(jù)的實時顯示，并利用雙緩沖繪圖技術(shù)完成了直方圖以及V-T圖像的繪制。在此之后又對軟件的操作方法和具體功能進行了介紹。
　　經(jīng)過調(diào)試驗證，該熱釋電太赫茲探測系統(tǒng)可以滿足對太赫茲探測的要求