УДК 621.39.96
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ПРОНИЦАЕМОСТИ СРЕДЫ С ПОМОЩЬЮ ТЕРАГЕРЦОВОЙ
СПЕКТРОСКОПИИ
В.И. Алехнович
,
К.И. Зайцев
,
В.Е. Карасик
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
e-mail:
;
Разработан метод решения обратной задачи по восстановлению зависимости
диэлектрической проницаемости бездисперсионной среды, не обладающей по-
глощением, от глубины (профиля диэлектрической проницаемости) на основе
обработки сигналов с терагерцового спектрометра. Восстановление профиля
диэлектрической проницаемости осуществляется поэтапно. На первом эта-
пе из сигналов терагерцового спектрометра восстанавливается импульсный
отклик исследуемой среды. При вычислении импульсного отклика решаются
проблемы фильтрации его низкочастотной и высокочастотной шумовых со-
ставляющих, а также интерполяции импульсного отклика в области низких
частот. На втором этапе из импульсного отклика исследуемой среды ме-
тодом вложенных операторов рассеяния восстанавливается профиль диэлек-
трической проницаемости. Проведена апробация разработанного алгоритма,
включавшая исследование сред с известными профилями диэлектрической про-
ницаемости.
Ключевые слова
:
обратная задача, терагерцовое излучение, терагерцовая спек-
троскопия, профиль диэлектрической проницаемости.
RECONSTRUCTION OF MEDIUM PERMITTIVITY PROFILE
USING TERAHERTZ TIME-DOMAIN SPECTROSCOPY
V.I. Alekhnovich
,
K.I. Zaitsev
,
V.E. Karasik
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia
e-mail:
;
The method is developed for solving the inverse problem regarding the reconstruction
of the dependence of permittivity on the depth for the non-dispersive, non-absorptive
medium based on processing of signals from the terahertz spectrometer. The
permittivity profile is reconstructed in two steps. At the first step a pulse function
of the medium under study is reconstructed using terahertz spectrometer signals.
During the pulse function calculation, the problems of filtering of its low and high
frequency noise constituents and interpolation of pulse function at low frequencies
are solved. At the second step the medium pulse function is used to reconstruct the
permittivity profile with application of the imbedding scattering operator technique.
The developed algorithm is tested by means of studying the media with known
permittivity profiles.
Keywords
:
inverse problem, terahertz radiation, terahertz spectroscopy, permittivity
profile.
Введение.
Диапазон терагерцового (ТГц) излучения лежит между
инфракрасной и микроволновой областями электромагнитного спек-
тра [1] в области от 0,1 и до 10 ТГц. В ТГц-области спектра поглощение
излучения веществами обусловлено переходом энергии квантов излу-
чения в энергию вращательных и колебательных уровней молекулы,
что делает ТГц-спектроскопию эффективным средством для изучения
веществ и их фазовых превращений.
50
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 2
