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近年来,随着技术的进步,太赫兹(THz)技术取得了突飞猛进的发展。为促进太赫兹(THz)技术在诸多领域的广泛应用,开发小型化、实用化、集成度高、检测快速的太赫兹仪器势在必行。本文主要研究了太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统中的信号提取和处理系统,在原有初代和二代CD552R3锁相放大(LIA)系统的基础上,针对信噪比(SNR)低、采集速度慢等问题,设计完成了CD552R3-Ⅲ模拟锁相放大(ALIA)及太赫兹脉冲信号快速采集系统。本文主要研究内容如下:1.对THz-TDS系统中,THz脉冲信号的产生和探测机理进行阐述,并根据信号特点制定ALIA系统和快速采集系统的总体方案。2.设计以相敏检波器件CD552R3为核心的CD552R3-Ⅲ模拟锁相放大系统,用于提取nA级太赫兹信号。系统主要包括流/压转换和放大电路设计、预处理电路设计、带通滤波器设计、相敏检波器设计和低通滤波器设计等。3.针对现有THz-TDS系统采集速度慢的问题,设计快速采集系统,并制定了连续采集和步进采集两种采集方式。采集系统主要包括AD转换设计、Flash存储设计和USB传输设计等。在连续模式下采集10ps时域信号,将采集时间由96s以上提高到1.5s;在步进模式下采集300个点,将采集时间由96s以上提高到26s。4.对设计的CD552R3-Ⅲ模拟锁相放大及太赫兹脉冲信号快速采集系统进行了模拟、实测实验与数据分析,验证系统性能。ALIA系统可以检测出模拟uV级正弦信号,并放大到200mV以上,信号不失真。实测实验中,ALIA系统的SNR可达60dB。数据采集系统可以对信号进行快速采集,最高采样速率可达500kHz。