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新技术有望使太赫兹光谱扫描速度大幅提升

据中国航天科工集团二院207所介绍,该所团队近日完成太赫兹时域光谱系统快速扫描模块研发,或将使光谱扫描速度大幅提升。

该模块由基于音圈电机的时间延迟线及高速数据采集系统组成,可将单次波形(100ps)扫描时间由过去的15分钟缩短到0.25秒,采样率达到4赫兹。

太赫兹时域光谱技术是近年发展的一种太赫兹频段的光谱测量技术。2003年哥伦比亚号航天飞机因外置燃料箱的泡沫隔离层脱粘导致爆炸,太赫兹时域光谱技术在事故调查中成功检测出燃料箱隔热泡沫的预埋缺陷,被认为是此类探测最有效的方法。

太赫兹对大部分非金属、非极性材料有较好穿透力,因此美国曾用太赫兹时域光谱系统检测F-35战机的特殊涂层。该技术可以轻易穿透涂层并测出涂层厚度,大大提高了制造和维修效率。

由于许多大分子的转动、振动能级都落在太赫兹频段上,因而太赫兹时域光谱技术在民用领域应用十分广泛。例如该技术可以有效分辨出毒品、爆炸物的种类,即使其中混有常见掺杂物,也不会影响检测结果。另外,该技术可以测量材料宽带的透射、散射特征,并获得材料宽带的电磁参数,因此也被用于太赫兹频段的材料特性研究。不过,光谱扫描速度在一定程度上限制了该技术的推广和应用,尤其是对于国内相关厂商来说,如何在提高光谱扫描速度的同时,保证系统的信噪比不受损失,一直是该领域一大技术难点。

据悉,207所将把此次研发的快速扫描模块用于太赫兹材料参数测量系统和太赫兹频段雷达散射截面测量系统,提高数据的实时获取能力,以进一步拓展该技术的应用前景。