[发明专利]一种太赫兹波谱系统噪声模拟方法及系统

说明书

本发明涉及一种太赫兹波谱系统噪声模拟方法及系统，属于太赫兹技术领域。因为该方法包括如下步骤：步骤S1，建立模拟方法，模拟方法包括如下公式：；步骤S2，令p＝0，q＝0，r＝0，得理想时域模拟谱图；步骤S3，令q＝0，r＝0，p分别为从预定频率范围内选择的随机多个数值，得第一误差时域模拟谱图；步骤S4，令p＝0，r＝0，q分别为从预定时间范围内选择的随机多个数值，得第二误差时域模拟谱图；步骤S5，令p＝0，q＝0，r分别为从预定幅度范围内选择的随机多个数值，得第三误差时域模拟谱图；步骤S6，将理想时域模拟谱图与上述三种误差时域模拟谱图进行对比，得到重复频率误差、采样时间误差及相对幅度误差对太赫兹时域模拟谱图的影响。

技术领域

本发明涉及太赫兹技术领域，具体涉及一种太赫兹波谱系统噪声模拟方法及系统。

背景技术

太赫兹(THz)波是位于微波和远红外线之间的电磁波。近年来，随着超快激光技术的发展，太赫兹脉冲的产生有了稳定、可靠的激发光源，使得人们能够研究太赫兹波及其与物质相互作用的特性。太赫兹在生物医学、安全监测、无损伤探测、天文学、光谱与成像技术以及信息科学等领域有着广泛的应用。太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)和双光梳波谱系统(THz-DCS)是两种不同的光谱分析技术。

传统的THz-TDS系统利用机械延迟线使泵浦光路和探测光路之间产生光程差，从而对太赫兹脉冲进行时域测量，并通过对时域脉冲信号的傅里叶变换得到其频谱图。

然而在使用THz-TDS与THz-DCS进行信号采集时经常出现噪声影响信号品质的情况，一直以来研究人员主要针对THz-TDS中信号延迟阶段的定位误差(延迟线的误差)对太赫兹时域波谱的信噪比、动态范围和带宽的影响，但未有系统地针对THz-DCS中噪声对信号品质影响的分析以及具体方法。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种太赫兹波谱系统噪声模拟方法及系统。

本发明提供了一种太赫兹波谱系统噪声模拟方法，具有这样的特征，包括如下步骤：步骤S1，建立模拟方法，模拟方法包括如下公式：

其中，m为光谱的梳齿数，M为谐波阶数的最大值，f_rep为重复频率，p为重复频率误差，t为采样时间，q为采样时间误差，A_m为相对幅度，f_peak为太赫兹波谱峰值频率，σ为峰的半宽度，n为洛伦兹吸收峰的个数，Γ_i为半高宽，f_i为吸收峰的位置，r为相对幅度误差；步骤S2，令步骤S1中的p＝0，q＝0，r＝0，得到理想太赫兹时域模拟谱图；步骤S3，令步骤S1中的q＝0，r＝0，p分别为按照蒙特卡罗模拟方法从预定频率范围内选择的随机多个数值，得到随机多个数值分别对应的多个时域模拟谱图，将多个时域模拟谱图取平均值后，得到第一误差太赫兹时域模拟谱图；步骤S4，令步骤S1中的p＝0，r＝0，q分别为按照蒙特卡罗模拟方法从预定时间范围内选择的随机多个数值，得到随机多个数值分别对应的多个时域模拟谱图，将多个时域模拟谱图取平均值后，得到第二误差太赫兹时域模拟谱图；步骤S5，令步骤S1中的p＝0，q＝0，r分别为按照蒙特卡罗模拟方法从预定幅度范围内选择的随机多个数值，得到随机多个数值分别对应的多个时域模拟谱图，将多个时域模拟谱图取平均值后，得到第三误差太赫兹时域模拟谱图；以及步骤S6，将理想太赫兹时域模拟谱图与第一误差太赫兹时域模拟谱图、第二误差太赫兹时域模拟谱图及第三误差太赫兹时域模拟谱图进行对比，得到重复频率误差、采样时间误差及相对幅度误差对太赫兹时域模拟谱图的影响。