Принцип действия ТГц-спектроскопии во временн´ой области пред-
полагает зондирование исследуемого объекта коротким импульсом
ТГц-излучения длительностью
1
. . .
2
пс, регистрацию отраженного
или прошедшего через объект сигнала — временн ´ой зависимости
напряженности электрического поля
E
(
t
)
с высоким временн ´ым раз-
решением (
50
. . .
100
фс).
Тот факт, что короткий импульс ТГц-излучения содержит в себе
спектральные составляющие от 0,1 до 3,0 ТГц, позволяет анализи-
ровать спектральные характеристики исследуемого образца. Принци-
пы ТГц-спектроскопии во временн´ой области, методы генерации и
детектирования импульсного ТГц-излучения подробно рассмотрены
в работах [1, 2]. Зарегистрированные с помощью ТГц-спектрометра
сигналы позволяют определять спектральные зависимости амплитуд-
ных коэффициентов пропускания и отражения исследуемой среды, ее
оптические характеристики – диэлектрическую проницаемость и ко-
эффициент удельного поглощения излучения веществом [3].
Помимо перечисленных характеристик объекта с помощью ТГц-
спектроскопии можно восстанавливать зависимость оптических ха-
рактеристик исследуемого образца от глубины (профиля диэлектри-
ческой проницаемости) по отраженному от среды излучению. Алго-
ритм восстановления профиля диэлектрической проницаемости может
быть использован в различных биомедицинских приложениях ТГц-
спектроскопии [4, 5], для неразрушающего контроля материалов и др.
Восстановление профиля диэлектрической проницаемости на
основе отраженного ТГц-сигнала возможно, если исследуемая среда
обладает минимальным поглощением и несущественной дисперсией
оптических характеристик. Данные требования могут быть несколько
смягчены, что позволит расширить круг исследуемых сред, однако в
настоящей работе рассматривается алгоритм восстановления профиля
только для бездисперсионных и непоглощающих сред. Далее приво-
дятся описание разработанного алгоритма восстановления профиля
диэлектрической проницаемости и результаты его апробации, устана-
вливаются основные факторы, влияющие на точность восстановления
профиля, а также определяются направления дальнейшей работы над
алгоритмом.
Постановка задачи.
Существует ряд методов восстановления про-
филя диэлектрической проницаемости, которые чаще всего исполь-
зуются при обработке сигналов в радиочастотном диапазоне [6, 7].
Несмотря на схожесть задач, специфика методов получения
ТГц-излучения, особенность спектрального состава широкополосного
ТГц-сигнала (отсутствие низкочастотных спектральных составляю-
щих в широкой области низких частот) не позволяют использовать
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 2
51
