УДК 535; 538.9; 621.39.96
ВЫСОКОТОЧНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ
ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДЫ С ПОМОЩЬЮ
ТЕРАГЕРЦОВОЙ ИМПУЛЬСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
К.И. Зайцев
,
А.А. Гавдуш
,
В.Е. Карасик
,
С.О. Юрченко
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
;
;
Рассмотрена актуальная проблема решения некорректной обратной задачи,
связанной с восстановлением терагерцовых спектральных оптических харак-
теристик образца на основе результатов его исследования с помощью те-
рагерцовой импульсной спектроскопии. Разработан алгоритм восстановления
спектрального комплексного показателя преломления однородного образца в
виде плоскопараллельной пластинки. Алгоритм имеет преимущества перед су-
ществующими методами решения данной задачи, в частности, он позволяет
исследовать образцы с низким показателем преломления и (или) малой толщи-
ной, а также существенно снижает требования к точности априорного изме-
рения толщины среды. За счет наличия в алгоритме процедуры программного
уточнения толщины алгоритм позволяет корректно восстанавливать оптиче-
ские характеристики образца при точности измерения его толщины не менее
±
100
,
0
мкм, что более чем на порядок смягчает требования классических ме-
тодов решения данной задачи. Восстановление терагерцовых спектральных
характеристик образца выполнено путем минимизации функционала ошибки,
построенного на основе экспериментально зарегистрированного комплексного
амплитудного коэффициента пропускания и комплексного амплитудного коэф-
фициента пропускания математической модели, описывающей образец в виде
квазирезонатора Фабри – Перо. Разработанный метод реализован программ-
но; проведена его экспериментальная апробация.
Ключевые слова
:
терагерцовые технологии, импульсная терагерцовая спектро-
скопия, некорректная обратная задача электродинамики, терагерцовые оптиче-
ские характеристики, комплексный показатель преломления среды.
HIGHLY ACCURATE RECONSTRUCTION OF SPECTRAL OPTICAL
CHARACTERISTICS OF A MEDIUM USING TERAHERTZ PULSED
SPECTROSCOPY
K.I. Zaytsev
,
A.A. Gavdush
,
V.E. Karasik
,
S.O. Yurchenko
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
;
Solving the inverse ill-posed problem is considered, which is connected with
reconstruction of spectral optical properties of the sample based on results
of its investigation using terahertz pulsed spectroscopy. A novel algorithm for
determination of the spectral complex refractive index of a flat sample is developed.
In contrast to the existing methods for solving this problem, the developed technique
allows studying the samples with low refractive index and (or) small thickness. At the
same time the required accuracy of the a priori determination of sample thickness is
significantly reduced. Since the algorithm has the procedure for numerical refinement
of sample thickness, it provides the correct reconstruction of optical characteristics
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 3
69
