Процесс вычисления профиля диэлектрической проницаемости
предполагает последовательный расчет точек профиля с инкрементом
пространственной координаты. Погрешность расчета накапливается
с ростом пространственной координаты
x
(или
z
). Чем меньше глу-
бина среды
L
, которую необходимо исследовать, тем выше средняя
точность восстановления профиля диэлектрической проницаемости.
При восстановлении профиля диэлектрической проницаемости те-
оретический предел разрешения по глубинной координате в первом
приближении можно определить как половину минимальной длины
волны излучения, присутствующего в фурье-спектре импульсного от-
клика среды
˜
R
(
ν
t
)
. Если максимальная частота в спектральном ам-
плитудном коэффициенте отражения составляет 3,0 ТГц, то этот пре-
дел равен 50 мкм. Однако, как следует из экспериментальных данных,
точность восстановления существенно зависит и от других факторов,
таких как метод интерполяции, метод фильтрации при восстановлении
импульсного отклика и др.
Таким образом с помощью рассмотренного метода восстановления
профиля диэлектрической проницаемости можно исследовать среды,
обладающие минимальной дисперсией оптических характеристик и
несущественным поглощением излучения средой. Наличие в среде
поглощения или дисперсии приводит к росту погрешности восста-
новления профиля диэлектрической проницаемости. Существующий
алгоритм может быть модифицирован так, чтобы частично учесть как
поглощение, так и дисперсию оптических характеристик среды [14].
Реализованный на языке программирования MATLAB алгоритм
позволяет восстановить профиль диэлектрической проницаемости с
высокой скоростью — полное время вычисления профиля составляет
не более 5 с и может быть значительно снижено.
Выводы.
Приведено описание разработанного в НОЦ “Фотони-
ка и ИК-техника” при МГТУ им. Н.Э. Баумана алгоритма восстано-
вления профиля диэлектрической проницаемости среды с помощью
ТГц-спектроскопии во временн´ой области,
Проведена апробация алгоритма путем исследования сред с извест-
ным профилем диэлектрической проницаемости, показавшая работо-
способность алгоритма и позволившая оценить основные факторы,
влияющие на точность восстановления профиля.
Оценена теоретически достижимая точность восстановления про-
филя диэлектрической проницаемости по глубине, составляющая
50 мкм.
Разработанный алгоритм может быть использован для решения за-
дачи диагностики деминерализации эмали зуба [5]. Однако для восста-
новления профиля диэлектрической проницаемости при диагностике
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 2
63
