时域脉冲傅立叶变换（MATLAB） |
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时域脉冲傅立叶变换（MATLAB）
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采用MATLAB编程，对太赫兹脉冲波的时域波形进行傅立叶变换，画出幅度谱线和相位谱线。在网上没能找到相关代码的教程，只能自己根据师兄的指导来做一遍了。 1. MATLAB代码 clear variables;clc; % 导入数据，数据格式为两列，第一列为x轴时域时间，第二列为y轴时域幅值 Sample = importdata('data/air'); % 傅立叶变换补0个数，为了达到2的次方来进行快速计算，具体取多少，有待思考 Zero_n = 2048; % 取出一维向量 Sample_x = Sample(:,1); Sample_y = Sample(:,2); % 计算采样率，用Delt_t这样的时间间隔，取倒数求得时域波形的采样频率 Delt_t = Sample_x(3) - Sample_x(2); %这里可能会遇到Sample_x(1) = 0 的情况，所以用第三个x值减第二个x值求得时间间隔 Sample_frequency = 1 / Delt_t; % 换算成实际频率 Frequency = ((1 : Zero_n)-1) * Sample_frequency / (Zero_n); Frequency = Frequency'; % 13次方 Frequency = Frequency .* 10^-12; % 由于13次方单位太大，化到THz % 傅立叶变换 Sample_fft = fft(Sample_y, Zero_n); Sample_fft_amplitude = abs(Sample_fft); % 取绝对值得到幅值，类似平方和开根号 Sample_fft_phase = angle(Sample_fft); % 用angle函数解得有重叠的弧度 % unwrap（P）解包矢量P中的弧度相位角，如果想得到角度需要再 *180/pi Sample_fft_phase = -unwrap(Sample_fft_phase); % 我们来画出时域、频域幅值和频域相位三幅图 figure(1) % 时域波形 subplot(1, 3, 1) plot(Sample_x, Sample_y, 'Color', 'r', 'linewidth',2); set(gca,'fontname', 'Times New Roman', 'FontSize',20, 'linewidth', 2, 'color', 'non'); title('Time Domain','FontName', 'Times New Roman', 'fontsize',30, 'FontWeight', 'bold'); xlabel('Time(s)') ylabel('Current(A)') % 频域幅值波形 subplot(1, 3, 2) plot(Frequency, Sample_fft_amplitude, 'Color', 'r', 'linewidth',2); set(gca,'fontname', 'Times New Roman', 'FontSize',20, 'linewidth', 2, 'color', 'non'); title('Amplitude','FontName', 'Times New Roman', 'fontsize',30, 'FontWeight', 'bold'); xlabel('Frequency(THz)') ylabel('Amplitude') % 频域相位波形 subplot(1, 3, 3) plot(Frequency, Sample_fft_phase, 'Color', 'r', 'linewidth',2); set(gca,'fontname', 'Times New Roman', 'FontSize',20, 'linewidth', 2, 'color', 'non'); title('Phase','FontName', 'Times New Roman', 'fontsize',30, 'FontWeight', 'bold'); xlabel('Frequency(THz)') ylabel('Phase') 2. 实验图像
这个地方有一点需要注意的是，我没有对频率范围做出限制，导致频域谱线中横坐标频率从0THz - 30THz，一遍情况下我们会截取0.2THz - 2.2THz中间的结果来进行后续分析。 3. 实验室真实结果真实实验结果，3种透明薄膜材料样品，截取0.2THz - 2.2THz得到如下结果
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