基于微桥结构的太赫兹探测器测试技术研究

摘要

太赫兹波时指频率在0.1-10THz之间的电磁波，近年来，由于太赫兹辐射源的研发，太赫兹技术越来越受到人们的关注。结合非制冷红外焦平面探测器研制技术，微桥结构的太赫兹探测器的制备也越来越受到国内外重要研究机构的重视。基于此，本文主要的工作为研制一套能够进行太赫兹焦平面探测器性能参数的测试和图像显示的测试系统。
　　对于太赫兹探测器测试系统，本论文主要从硬件和软件两个部分进行设计。硬件部分主要为探测器提供一个良好的工作环境，高速的数据传输方式；软件部分主要为系统提供简洁明了的软件框架设计，高效的算法设计。从这两个方面保证测试系统能够进行大面阵太赫兹焦平面探测器的性能参数测试以及实时的太赫兹探测器图像显示功能。具体实现上，本文进行的主要工作如下，首先分析了微桥结构太赫兹探测器的工作原理，太赫兹辐射源的工作原理，参照红外探测器测试参数以及太赫兹单元测试方法，提出了太赫兹探测器的性能参数测试原理和方法，包括的主要参数有响应率、噪声等效功率、响应的非均匀性和盲元率。参照性能参数的测试需求，提出了测试系统的设计方案。系统设计方案包括太赫兹探测器测试系统的硬件设计，时序驱动电路、数模转换电路、偏置电压电路、数据采集电路；PCIE(高速总线接口)驱动设计，包括PCIE驱动设计、驱动程序与应用程序交互、FPGA(可编程门阵列)与计算机间进行数据采集；太赫兹探测器性能参数计算的软件设计；太赫兹图像校正与增强，包括非均匀性校正、盲元补偿、直方图均衡化；自动化操作，包括自动调节偏置电压，测试系统数据、报表的记录、保存与导出。
　　太赫兹探测器测试系统能够稳定工作，满足焦平面阵列参数测试的要求，同时实时成像功能也能够满足系统要求。本系统还具备操作简单、系统稳定、自动化功能高、可扩展性强等特点。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和研究的意义

1.2 太赫兹技术的国内外研究现状

1.3 本论文的主要工作

第二章 测试系统的基本原理和方法

2.1 测试系统的基本功能

2.2 太赫兹探测器的工作机理

2.3 太赫兹辐射源工作原理

2.4 测试系统的理论依据

2.5 测试系统的的系统结构框架图

2.6 本章小结

第三章 测试系统的硬件设计

3.1 时序驱动模块

3.2 数据采集模块

3.3本章小结

第四章 测试系统软件模块设计

4.1 测试系统数据采集

4.2 软件测试模块的设计

4.3 太赫兹探测器图像显示模块设计

4.4 软件的自动化控制模块

4.5 本章小结

第五章测试系统的评估

5.1 性能参数测试的评估

5.2 测试系统的成像评估

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果