太赫兹大气临边探测辐射计宽带数字谱仪技术与定标方法研究的开题报告.docx

太赫兹大气临边探测辐射计宽带数字谱仪技术与定标方法研究的开题报告
开题报告
一、研究背景
太赫兹波段作为电磁波谱中的新兴分支，具有光纤通信、安检、医学诊断、人体探测等多种应用前景。而在太赫兹波段的应用中，大气临边探测是太赫兹技术的一个重要研究领域。大气临边探测太赫兹辐射可以获取地面不同区域的物理参数信息，如温度、湿度、风速等。目前，利用太赫兹大气临边探测技术实现大气观测的研究取得了显著进展。在这方面，太赫兹大气临边探测辐射计宽带数字谱仪技术与定标方法研究有着重要的意义。
二、研究意义
当前，太赫兹波段高精度谱测量技术与定标手段仍然不完善，尤其是针对太赫兹辐射计的宽带数字谱仪技术研究还处于起步阶段。因此，研究太赫兹大气临边探测辐射计宽带数字谱仪技术与定标方法具有以下几个意义：
1.实现太赫兹辐射计的高精度谱测量：研究太赫兹大气临边探测辐射计宽带数字谱仪技术与定标方法，可实现太赫兹辐射计的高精度谱测量，提高太赫兹科学研究水平。
2.提升恶劣环境下的探测能力：太赫兹大气临边探测一般在恶劣的气象条件下进行，因此精度高、抗干扰能力好的数字谱仪技术可提高实际应用效果。
3.支持大气观测数据处理：数字谱仪技术能够对大气临边探测数据进行高效处理，降低数据处理时间和难度，进一步促进大气观测科学的进展。
三、研究内容与方案
1.研究太赫兹大气临边探测辐射计宽带数字谱仪技术。
本研究将首先系统地分析大气临边探测辐射计在太赫兹波段的宽带数字测量技术的特点，主要包括下列内容：噪声、动态范围、分辨率、变换方法等。在此基础上，对不同技术线路进行分析，并根据实际应用要求设计太赫兹辐射计宽带数字谱仪。
2.研究太赫兹大气临边探测辐射计宽带数字谱仪定标方法。
在研究太赫兹辐射计宽带数字谱仪技术的同时，本项目也将对数字谱仪进行定标，提高数据处理与应用的精度。我们将结合国际标准与本地实验性数据，依据太赫兹辐射计的能量响应特性，通过等效电路建模和等效面积匹配等方法实现太赫兹辐射计宽带数字谱仪的定标。
3.实验室验证。
最后，本项目将通过实验室模拟大气辐射计测量实验，验证数字谱仪技术与定标方法的可行性和实用性。
四、研究预期结果
1.太赫兹辐射计宽带数字谱仪技术的研究与实现。
2.太赫兹辐射计宽带数字谱仪定标方法的研究与实现。
3.通过实验室验证，证明本项目的技术方案在大气临边探测等领域的应用前景。
五、可行性分析
1.本项目摸到的太赫兹辐射计宽带数字谱仪技术与定标方法都是对现有技术和知识的深一步探索和深化，预期难度较大，但是已有很好的学术基础和实验经验。
2.本项目需要的仪器设备基本齐备，可以满足科学研究需求。
3.本项目需要的实验技术和计算工具都具备，在资金、时间和人力等方面也有足够保障。
六、预期进展与时间安排
1.2021年6月至2021年9月，系统分析太赫兹辐射计宽带数字谱仪测量技术特点，设计数字谱仪方案，并制造测试样机。完成论文的第一章和第二章的部分内容撰写。
2.2021年10月至2022年1月，通过模拟大气辐射计测量实验，验证数字谱仪技术的可行性以及定标方法的有效性，并对实验结果进行分析和处理。完成论文第三章部分内容的撰写。
3.2022年2月至2022年6月，对实验结果进行总结、分析和总结，并对将得到的结果进行优化，撰写论文。完成论文的写作、修改以及答辩准备。
七、参考文献
1.J.H.Jia,X.Y.Zhang,L.X.Guo,J.J.Liu,G.Zhao,D.J.Zhang,X.Gao,J.C.Xu,andW.W.Wu,“Anewretrievalmethodforatmosphericparametersusingthecontinuouswavelettransformandsingularvaluedecomposition,”Sci.Rep.9,4633(2019).
2.Q.Cao,Y.Li,andY.Zhao,“Ultravioletopticalfilteringforefficiencyimprovementoflaserbeamcouplinginterahertzgas-phasemeasurements,”Appl.Opt.57,9540-9547(2018).
3.F.XiaoandZ.Qin,“Terahertzquantum-cascade-laser-basedspectroscopyandsensing,”LaserPhotonicsRev.12,1700267(2018).
4.Y.Xie,J.Liu,H.Zhang,N.Zhang,andW.Zhang,“Designofatunableterahertzabsorberbasedonagraphene/dielectricstructure,”J.Opt.Soc