太赫茲技術(shù)工程師筆試試題一、填空題（每題3分，共15分）依據(jù)《太赫茲頻段電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)》，太赫茲波頻率范圍規(guī)定為______GHz。在太赫茲時域光譜系統(tǒng)中，電光采樣技術(shù)的核心器件是______晶體。太赫茲量子級聯(lián)激光器的工作原理基于______效應(yīng)。太赫茲波在大氣中傳播時，主要吸收峰對應(yīng)的氣體分子是______。太赫茲安檢設(shè)備的輻射安全限值需遵循《______》相關(guān)規(guī)定。二、單項選擇題（每題4分，共20分）以下哪種太赫茲源能實現(xiàn)室溫下穩(wěn)定輸出且功率較高？（）A.耿氏二極管B.太赫茲量子級聯(lián)激光器C.返波管振蕩器D.氣體激光器關(guān)于太赫茲波的特性，下列說法正確的是（）A.穿透性弱，無法透過衣物B.光子能量高，對人體有害C.能分辨生物大分子結(jié)構(gòu)差異D.頻帶窄，信息容量小在太赫茲成像系統(tǒng)中，為提高成像分辨率，最有效的方法是（）A.增加探測器數(shù)量B.采用更高頻率的太赫茲源C.增大成像視場D.提高探測器靈敏度太赫茲波導(dǎo)傳輸損耗的主要影響因素不包括（）A.波導(dǎo)材料介電常數(shù)B.波導(dǎo)內(nèi)壁粗糙度C.環(huán)境溫度D.傳輸模式太赫茲無損檢測技術(shù)中，用于檢測復(fù)合材料分層缺陷的主要依據(jù)是（）A.太赫茲波反射系數(shù)差異B.太赫茲波吸收系數(shù)差異C.太赫茲波相位延遲差異D.以上均是三、多項選擇題（每題5分，共20分，少選得2分，選錯不得分）太赫茲技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括（）A.癌細(xì)胞早期檢測B.藥物成分分析C.人體代謝監(jiān)測D.骨骼密度測量太赫茲通信系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)有（）A.高效率太赫茲源開發(fā)B.低損耗傳輸介質(zhì)研究C.高速太赫茲探測器研制D.復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計下列屬于太赫茲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的有（）A.太赫茲器件測試標(biāo)準(zhǔn)B.太赫茲輻射安全標(biāo)準(zhǔn)C.太赫茲通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)D.太赫茲成像分辨率標(biāo)準(zhǔn)太赫茲波與物質(zhì)相互作用的物理機(jī)制包含（）A.分子振動-轉(zhuǎn)動能級躍遷B.自由載流子吸收C.等離子體共振D.量子隧穿效應(yīng)四、判斷題（每題3分，共15分）太赫茲波由于頻率介于微波與紅外之間，因此兼具微波的穿透性和紅外的光譜分辨特性。（）太赫茲時域光譜系統(tǒng)中，掃描延遲線的精度對光譜分辨率無影響。（）太赫茲安檢設(shè)備只要功率足夠低，就無需遵循任何輻射安全規(guī)范。（）太赫茲量子級聯(lián)激光器的輸出波長可通過改變注入電流頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。（）太赫茲波在金屬材料中傳播時會發(fā)生顯著的趨膚效應(yīng)。（）五、簡答題（每題10分，共30分）簡述太赫茲時域光譜技術(shù)的基本原理，說明其在物質(zhì)成分分析中的優(yōu)勢。分析太赫茲波在大氣中傳播時衰減的主要原因，并闡述如何通過技術(shù)手段降低傳輸損耗。結(jié)合《太赫茲器件可靠性測試規(guī)范》，說明太赫茲探測器可靠性測試需包含的關(guān)鍵項目及測試方法。太赫茲技術(shù)工程師筆試試題答案一、填空題0.1-10鈮酸鋰量子級聯(lián)水汽電磁輻射防護(hù)規(guī)定二、單項選擇題B2.C3.B4.C5.D三、多項選擇題ABC2.ABCD3.ABCD4.ABC四、判斷題√2.×3.×4.×5.√五、簡答題基本原理：太赫茲時域光譜技術(shù)通過飛秒激光脈沖激發(fā)太赫茲源產(chǎn)生太赫茲脈沖，經(jīng)分束器分為探測光和泵浦光，泵浦光激發(fā)樣品產(chǎn)生太赫茲波，探測光與太赫茲波在電光晶體中相互作用，通過測量探測光的時間延遲和電場強(qiáng)度，得到太赫茲波的時域波形，再經(jīng)傅里葉變換得到頻域光譜。優(yōu)勢：具有寬帶、高信噪比、非接觸、無損檢測特性；可獲取物質(zhì)的時域和頻域信息，能精確分析物質(zhì)的吸收系數(shù)、折射率等光學(xué)參數(shù)，從而實現(xiàn)對物質(zhì)成分的定性和定量分析；對生物大分子的振動和轉(zhuǎn)動能級敏感，可用于生物樣品的分析檢測。衰減原因：太赫茲波在大氣中傳播時，水汽分子的振動-轉(zhuǎn)動能級躍遷對太赫茲波有強(qiáng)烈的吸收作用，是導(dǎo)致衰減的主要因素；此外，大氣中的其他氣體分子以及大氣湍流等也會引起一定的衰減。降低損耗方法：選擇太赫茲波大氣窗口頻段進(jìn)行傳輸，避開強(qiáng)吸收峰頻段；采用高增益天線和低噪聲放大器，增強(qiáng)信號強(qiáng)度和接收靈敏度；利用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，補(bǔ)償大氣湍流引起的波前畸變；發(fā)展太赫茲波導(dǎo)傳輸技術(shù)，減少在大氣中的傳播距離。關(guān)鍵項目及測試方法：溫度穩(wěn)定性測試：將太赫茲探測器置于高低溫試驗箱中，在規(guī)定溫度范圍內(nèi)（如-40℃-85℃）進(jìn)行循環(huán)測試，測量不同溫度下探測器的響應(yīng)度、噪聲等效功率等參數(shù)，評估其溫度穩(wěn)定性。濕度耐受性測試：在恒定溫度下，將探測器置于不同濕度環(huán)境（如20%-90%RH）中，持續(xù)一定時間后，檢測探測器性能變化，判斷其在潮濕環(huán)境下的可靠性。振動沖擊測試：使用振動臺和沖擊試驗機(jī)，對探測器施加規(guī)定頻率、加速度和持續(xù)時間的振動和沖擊，檢查探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否松動、性能是否下降。長期穩(wěn)定性測試：讓探測器在額定工作條件下連續(xù)運(yùn)行較長時間（如數(shù)千小