najoNanosystems: Physics, Chemistry, MathematicsНаносистемы: физика, химия, математика2220-80542305-7971Университет ИТМОnajo-1139Research ArticlePHYSICSФИЗИКАTopograms production with use of pulsed teraherz reflectometerПолучение топограмм с использованием импульсного Терагерцового рефлектометраКуляМ. С.KulyaM. S.

Санкт-Петербург

Maksim Kulya, postgraduate, research engineer, Master of Science

Saint Petersburg

maxk2350@yandex.ruГрачевЯ. В.GrachevYa. V.

Санкт-Петербург

Yaroslav Grachev, postgraduate, research engineer, Master of Science

Saint Petersburg

gachev_y@mail.ruБеспаловВ. Г.BespalovV. G.

Санкт-Петербург

Victor Bespalov, Doctor of Science, Professor

Saint Petersburg

victorbespaloff@gmail.comСанкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптикиРоссияSaint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and OpticsRussian FederationСанкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптикиРоссияSaint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and OpticsRussian Federation201219082025353341Copyright © Kulya M.S., Grachev Y.V., Bespalov V.G., 20252025Куля М.С., Грачев Я.В., Беспалов В.Г.Kulya M.S., Grachev Y.V., Bespalov V.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nanojournal.ifmo.ru/jour/article/view/1139

   It has been considered the possibilities of the experimental setup for temporary registration form of pulsed THz radiation reflected from objects (THz reflectometer) for pulsed terahertz imaging reflectometry and tomography, the visualization of internal objects structures which are transparent in the THz frequency range. It has been received two- and three-dimensional topograms test object and defined resolution limit of the method. It has been found that the space-time registration form of the reflected pulses can effectively generate topograms of surfaces with relief depth ranging from 1 to 1000 microns.

   Рассмотрены возможности экспериментальной установки регистрации временной формы импульсного ТГц излучения, отраженного от объектов (ТГц рефлектометр) для импульсной терагерцовой рефлектометрической томографии визуализации внутренней структуры объектов, прозрачных в ТГц диапазоне частот. Получены двух- и трехмерные топограммы тестового объекта, определены пределы разрешения данного метода. Выявлено, что пространственно-временная регистрация формы отраженных импульсов позволяет достаточно эффективно формировать топограммы поверхностей с глубиной рельефа в диапазоне от 1 до 1000 мкм.

импульсное терагерцовое излучениетомографиярефлектометриядефектоскопияpulsed teraherz radiationtomographyreflectometryflaw detectionРабота выполнена в рамках работы по госконтракту № 16.513.11.3070 от 19 апреля 2011 годаThe work was carried out as part of the work under state contract No. 16.513.11.3070 dated April 19, 2011ReferencesGlagolewa-Arkadiewa A. Short electromagnetic waves of wavelength up to 82 microns. // Nature. — 1924. — V. 113, № 2844. — Р. 640.Glagolewa-Arkadiewa A. Short electromagnetic waves of wavelength up to 82 microns. // Nature. — 1924. — V. 113, № 2844. — Р. 640.Геккер И. В., Юрьев В. И. Субмиллиметровые волны. — М: Госэнергиздат, 1961. — 60 с.Геккер И. В., Юрьев В. И. Субмиллиметровые волны. — М: Госэнергиздат, 1961. — 60 с.Zhang XC., Xu J. Introduction to THz wave photonics. — NY.: Springer, 2009. — 246 р.Zhang XC., Xu J. Introduction to THz wave photonics. — NY.: Springer, 2009. — 246 р.Lee Yun-Shik. Principles of terahertz science and technology. Springer Science+Business Media, LLC, XII 2009, 340 p.Lee Yun-Shik. Principles of terahertz science and technology. Springer Science+Business Media, LLC, XII 2009, 340 p.Беспалов В. Г., Городецкий А. А., Денисюк И. Ю. и др. Методы генерации сверхширокополосных терагерцовых импульсов фемтосекундными лазерами. // Оптический журнал. — 2008. — Т.75, № 10. — С. 636–642.Беспалов В. Г., Городецкий А. А., Денисюк И. Ю. и др. Методы генерации сверхширокополосных терагерцовых импульсов фемтосекундными лазерами. // Оптический журнал. — 2008. — Т.75, № 10. — С. 636–642.Matsuura S., Tani M. and Sakai K. Generation of coherent terahertz radiation by photomixing in dipole antennas. // Applied Physics Letter. — 1997. — V. 70, № 5. — P. 559–561.Matsuura S., Tani M. and Sakai K. Generation of coherent terahertz radiation by photomixing in dipole antennas. // Applied Physics Letter. — 1997. — V. 70, № 5. — P. 559–561.Cheville R. A., Reiten M. T., O’Hara J., Grischkowsky D. R. THz time domain sensing and imaging. // Proc. SPIE: Terahertz for Military and Security Applications II. — 2004. — № 5411. — P. 196–206.Cheville R. A., Reiten M. T., O’Hara J., Grischkowsky D. R. THz time domain sensing and imaging. // Proc. SPIE: Terahertz for Military and Security Applications II. — 2004. — № 5411. — P. 196–206.Hu B.B. and Nuss M.C. Imaging with terahertz waves // Optics Letters. — 1995. — V. 20, № 16 — P. 1716–1718.Hu B.B. and Nuss M.C. Imaging with terahertz waves // Optics Letters. — 1995. — V. 20, № 16 — P. 1716–1718.Mittleman D., Jacobsen R., Nuss M.C. T-Ray Imaging. // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. — 1996. — V. 2, № 3. — P. 679—692.Mittleman D., Jacobsen R., Nuss M.C. T-Ray Imaging. // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. — 1996. — V. 2, № 3. — P. 679—692.Woodward R.M., Cole B.E., Wallace V.P., Pye R.J., Arnone D.D., Linfield E.H., Pepper M. Terahertz pulse imaging in reflection geometry of human skin cancer and skin tissue // Phys. Med. Biol. — 2002. —V. 47, № 21 — P. 3853–3863.Woodward R.M., Cole B.E., Wallace V.P., Pye R.J., Arnone D.D., Linfield E.H., Pepper M. Terahertz pulse imaging in reflection geometry of human skin cancer and skin tissue // Phys. Med. Biol. — 2002. —V. 47, № 21 — P. 3853–3863.Wang S. and Zhang X-C. Pulsed terahertz tomography. // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2004. — 37, R1-36. — P. 964.Wang S. and Zhang X-C. Pulsed terahertz tomography. // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2004. — 37, R1-36. — P. 964.Bespalov V.G., Gorodetsky A.A. THz Pulse Holography. // Journal of Holography and Speckle. — 2009. — V. 5, № 1. — P. 62–66.Bespalov V.G., Gorodetsky A.A. THz Pulse Holography. // Journal of Holography and Speckle. — 2009. — V. 5, № 1. — P. 62–66.Chen Chia-Chu, Lee Dong-Joon, Pollock Tresa, Whitaker John F. Pulsed-terahertz reflectometry for health monitoring of ceramic thermal barrier coatings. // Opt. Express. — 2010. — V. 18, № 4. — P. 3477–3486.Chen Chia-Chu, Lee Dong-Joon, Pollock Tresa, Whitaker John F. Pulsed-terahertz reflectometry for health monitoring of ceramic thermal barrier coatings. // Opt. Express. — 2010. — V. 18, № 4. — P. 3477–3486.Куля М.С., Грачев Я.В., Городецкий А.А., Беспалов В.Г. Спектрально-временная эволюция электрического поля терагерцового импульса при дифракции Фраунгофера на щели // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. — 2011. — № 6(76). — С. 22–27.Куля М.С., Грачев Я.В., Городецкий А.А., Беспалов В.Г. Спектрально-временная эволюция электрического поля терагерцового импульса при дифракции Фраунгофера на щели // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. — 2011. — № 6(76). — С. 22–27.Беспалов В.Г., Городецкий А.А., Грачев Я.В., Козлов С.А., Новоселов Е.В. Импульсный терагерцовый рефлектометр. // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. — 2011. – № 1(71). — С. 19–24.Беспалов В.Г., Городецкий А.А., Грачев Я.В., Козлов С.А., Новоселов Е.В. Импульсный терагерцовый рефлектометр. // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. — 2011. – № 1(71). — С. 19–24.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.