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本论文主要对8毫米波长射频椭偏仪的若干技术问题进行了研究探讨,在对其总体方案进行讨论和设计的基础上,进一步对方案中所需的固态源、圆极化器、波纹喇叭天线等主要部件进行了设计、仿真和测试,为整个系统的构建打下了基础。
椭圆偏振测量法是一种高灵敏度、高精度的现代检测技术,其应用遍及物理、化学、生物、医学、材料等领域。可见光和红外光波段的椭偏法技术已基本成熟,但在射频波段还在研究中。本论文所设计研究的射频椭圆偏振测量系统其目的就是要将椭偏测量术的工作频谱从原来的可见光、红外波段开拓到毫米波段,为物质和材料科学的研究打开新的频谱窗口。
本论文的主要内容共分六章:第一章主要阐述了椭圆偏振测量术的基本原理、特点和应用以及本论文研究课题的意义和目的,调研综述了该领域国内外的发展历史和研究进展。第二章主要论述了射频椭圆偏振测量术的工作原理和系统结构,描述了整体系统的具体设计方案。第三章设计了毫米波振荡器,进行了原理分析、软件仿真和实验测量,得到了输出稳定的固态源。第四章详述了圆极化器的设计和研制过程,结合其工作原理给出了软件仿真和实验结果,提供了一套能快速调试的设计方案。第五章详述了波纹喇叭天线的研制过程,包括理论分析、实物制作和测试,得到了符合课题要求的天线。在第六章中,基于LabVIEW平台开发了一套自动化的椭圆偏振态实时数据采集和显示软件,首先在红外波段进行了实验验证,为进一步应用到射频椭偏仪测量系统打下了良好基础。