Исследование рассеяния терагерцового излучения в тонких слоях диэлектрических материалов
Авторы: Карасик В.Е., Рыжий В.И., Фокина И.Н., Членова Л.А.
Опубликовано в выпуске: #12(12)/2012
DOI: 10.18698/2308-6033-2012-12-488
Раздел: Приборостроение | Рубрика: Оптотехника
На основе алгоритмов вычислительной электродинамики разработан метод исследования процесса рассеяния терагерцового излучения в тканях одежды, позволяющий определять дифференциальное и интегральное сечения и индикатрису рассеяния терагерцового излучения. Проведена верификация данного метода, включавшая исследование характеристик рассеяния одиночного диэлектрического цилиндра и сравнение их с известным аналитическим решением. Рассмотрена структура нескольких видов тканей, в результате чего предложена математическая модель ткани в виде системы периодически расположенных диэлектрических цилиндров. В ходе вычислительного эксперимента получены характеристики рассеяния образцов нескольких видов тканей и их спектральные коэффициенты пропускания. Проведено сравнение полученных результатов с результатами экспериментальных исследований на терагерцовом спектрометре. Показана эффективность предложенного метода исследования процесса рассеяния.
Литература
[1] Kemp M.C. Optics and Photonics for Counter-Terrorism and Crime Fighting. II. Millimetre Wave and Terahertz Technology for the Detection of Concealed Threats // Proc. of SPIE. Vol. 6402 64020D, (2006)
[2] Hoshina H., Sasaki Y., Hayashi A., Otani C., Kawase K. Noninvasive mail inspection system with terahertz radiation // Applied Spectroscopy. 2009. Vol. 63. No. 1. Р. 81–86
[3] Shen X., Dietlein C. R., Grossman E., Popovic Z., Meyer F. G. Detection and segmentation of concealed objects in terahertz images // IEEE Transactions on Image Processing. 2008. Vol. 17. No. 12. Р. 2465–2475
[4] Gatesman A.J., Danylov A., Goyette T.M. et all. Terahertz Behavior of Optical Components and Common Materials // Proc. of the SPIE. 2006. Vol. 6212. Р. 62120E
[5] Dickinson J.C., Goyette T.M., Gatesman A.J. Terahertz Imaging of Subjects With Concealed Weapons // Proc. of the SPIE. 2006. Vol. 6212. Р. 62120Q
[6] Taflove A., Hagness S.C., Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. Boston: Artech House, 2000
[7] Schneider J.B. / Understanding the Finite-Difference Time-Domain Method. Online book. 2012 URL http://www.eecs.wsu.edu/schneidj/ufdtd
[8] Hao Y., Mittra R. FDTD Modeling of Metamaterials. Theory and Applications. Boston: Arteck House, 2009. 379 р.
[9] Umashankar K., Taflove A. A Novel Method to Analyse Electromagnetic Scatterinf of Complex Objects // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 1982. Vol. EMC-24. No. 4. Р. 397–405
[10] Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах: пер. с англ. Т. 1. М.: Мир, 1981. 280 с.
[11] Алехнович В.И., Зайцев К. И., Карасик В. Е., Фокина И. Н. Математическое моделирование процесса рассеяния электромагнитного излучения на проводящих диэлектрических телах сложной формы // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012