Стр. 2 - Исследование рассеяния терагерцового излучения в тонких слоях диэлектрических материалов

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012

6

Изучение спектральных свойств диэлектрических материалов яв-

ляется важной задачей при разработке ТГц-систем поиска скрытых

объектов и веществ. В работах [1, 4, 5] исследован эффект ослабления

излучения в тканях одежды, определены спектральные зависимости

коэффициентов пропускания ТГц-излучения различными материала-

ми. Полученные результаты спектральных исследований позволяют

говорить о возможности поиска скрытых веществ и предметов, а также

их идентификации с помощью ТГц-спектроскопии.

Следует отметить, что в работах [1, 4, 5] при измерении спек-

тральных характеристик не учитывался тот факт, что существенный

вклад в общий спектральный коэффициент ослабления ТГц-

излучения материалом вносят процессы рассеяния излучения на не-

однородностях среды. Если размеры неоднородностей, имеющихся в

материале, сопоставимы с длиной волны излучения, то рассеяние

имеет сложный характер, зависящий от структуры среды, и суще-

ственно искажает регистрируемые спектральные характеристики

объекта. Процесс поиска и идентификации взрывчатого или наркоти-

ческого вещества по его спектральным ТГц-характеристикам может

быть затруднителен в связи с тем, что и само вещество, и упаковоч-

ные среды являются рассеивающей средой.

Поиск скрытого оружия с помощью изображающих ТГц-систем

также может быть осложнен процессами рассеяния в тканях одежды.

Рассеивающая структура волокон таких материалов может суще-

ственно снизить контраст в изображении скрытого объекта. Очевид-

но, что при разработке ТГц-систем поиска и идентификации скрытых

предметов необходимо исследовать рассеяние ТГц-излучения в раз-

личных средах.

До настоящего времени экспериментальные и теоретические ис-

следования процессов рассеяния ТГц-излучения в тканях одежды и

упаковочных материалах не проводились. Экспериментальное измере-

ние характеристик рассеяния вызывает затруднения, так как требует

разработки специализированных дорогостоящих устройств. Одним из

возможных путей изучения характеристик рассеяния ТГц-излучения в

упаковочных средах является математическое моделирование.

Целью данной работы является разработка метода теоретическо-

го исследования рассеяния излучения в тканях одежды, его верифи-

кация, а также изучение характеристик ряда образцов тканей одежды:

дифференциального (ДСР) и полного (интегрального) (ПСР) сечений

рассеяния и индикатрисы рассеяния (ИР).

Для описания процесса рассеяния используют два самостоятельных

подхода: строгую, или аналитическую, теорию и теорию переноса.

В строгой теории процесс рассеяния описывается с помощью ос-

новных дифференциальных уравнений: волнового уравнения и урав-