Порядок выполнения работы

1. Запустить лабораторный макет терагерцового рефлектометра, согласно порядку включения.

2. На ПК запустить программу для управления лабораторным макетом терагерцового рефлектометра.

3. Произвести измерение интенсивности терагерцового излучения от зеркала согласно приложению 1.

4. Образец поместить на 3-х координатный столик в область измерения, расположив его поверхность нормально к направлению распространения излучения.

5. Произвести измерение отражения образца.

6. Произвести обработку полученных данных согласно приложению 1.

7. Полученные спектры отражения занести в отчет и показать преподавателю

 

  ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

 

1. Вычислить спектры отражения исследованных образцов, используя программные пакет (приложение 1).

2. Определить характерные частоты с пиками отражения для измеренных образцов и сделать выводы о применимости терагерцового излучения для медицины и систем безопасности.

Приложение 1

Запись ТГц сигнала. Обработка ТГц сигналов, полученных на спектрофотометре и рефлектометре.

При работе на ТГц спектрофотометре балансный детектор регистрирует излучение, прошедшее через объект; при работе на ТГц рефлектометре – отраженное от объекта. Алгоритмы записи сигналов и получения спектров для обеих установок схожи, поэтому будем пользоваться одной схемой, при необходимости разграничивая указания для каждой установки.

Запись ТГц сигнала.

Когда лазер включён и разогрет, а оптическая система съюстированна, установка готова к работе. Для записи сигнала воспользуемся программами Transmission (для спектрофотометра) и Reflection (для рефлектометра), написанных в инженерной среде LabVIEW. Как воспользоваться программой, рассмотрим на примере программы Transmission.

Рис. 7.а) Интерфейс программы Transmission

Рис. 7.б) Интерфейс программы Transmission. Амплитуда сигнала в реальном времени.

Для запуска программы нажмите кнопку Run, обозначенной стрелкой на виртуальной панели в верхнем левом углу. Откроется окно, где необходимо выбрать расположение файла, в который будет записываться сигнал, и ввести имя файла с расширением .txt (например, 01_ref.txt). Программа управляет линией задержки. Для того чтобы идентифицировать подвижку, нажмите кнопку Find Device. В графе Step установите параметр 1/8, в графе Speed задайте скорость 30. В графе Destination Position укажите конечную точку, до которой должна доехать подвижка (уточните у преподавателя). Для начала записи нажмите кнопку Start.

Рис. 8. Выставление параметров

При необходимости остановить измерение, нажмите кнопку Stop. По достижении подвижкой конечной точки, выключите программу кнопкой Стоп, обозначенной красным кругом на виртуальной панели в верхнем левом углу. Создайте новый файл и, пользуясь изложенными выше инструкциями, верните подвижку на координату 0 на скорости 500.

 

 

Необходимые сигналы.

Для получения ТГц спектра образца необходимо снять на установке как минимум 2 сигнала: референтный и объектный.

Если объект расположен позади подложки по ходу ТГц излучения, то объектный сигнал получают в 2 этапа. Для начала снимается сигнал излучения, отраженного только от подложки, затем – отраженного от объекта с подложкой. Далее из полученного сигнала «подложка + объект» необходимо вычесть вручную сигнал от подложки. Для этого можно воспользоваться такими программами как Exсel или Origin. Но вычитать следует только при полном совмещении главных максимумов амплитуды сигналов на одной прямой, параллельной оси ординат (рис.2). Полученный «вычет» и будет являться объектным сигналом.

 

Рис. 9. Получение вычета

Спектрофотометр:

В случае если объект исследования требуется крепить на подложку, то референтным сигналом будет считаться сигнал, прошедший через подложку (без объекта). Сигнал, прошедший через объект, закрепленный на подложке, и через саму подложку, будет считаться объектным.

Если же подложка не требуется, то референтным сигналом будет сигнал ТГц излучения, полученный при отсутствии каких-либо преград, установленных на предметном столике или ином устройстве для крепления образца. А объектным сигналом будет сигнал, прошедший только через объект исследования.

Рефлектометр:

Референтным сигналом будет считаться сигнал, отраженный от зеркала, установленного на место крепления образца.

Сигнал, отраженный от объекта, закрепленного на подложке (либо без использования подложки), будет считаться объектным.