基于飛秒激光的太赫茲時域光譜儀開發

國重儀器：2015年成果

項目名稱

基于飛秒激光的太赫茲時域光譜儀開發

成果名稱

太赫茲時域光譜儀

規格型號

CIP-TDS

研發單位

大恒新紀元科技股份有限公司

項目負責人

張存林

成果成熟度

產品化

成果簡介

本項目屬通用科學儀器設備開發，已有研究成果基礎上通過創造性的融合，攻克太赫茲源、探測器等模塊之間匹配結合的關鍵問題，儀器操作平臺軟件與譜解析系統的軟件開發，通過系統集成和工程化開發，形成性能穩定、質量可靠的基于飛秒激光的太赫茲時域光譜儀。太赫茲時域光譜技術的基本原理是利用飛秒脈沖產生并探測時間分辨的THz電場，通過傅立葉變換獲得被測物品的光譜信息，進而可以通過特征頻率對物質結構、物性進行分析和鑒定。太赫茲脈沖的典型脈寬在皮秒量級，可以方便地對各種材料(包括液體、半導體、超導體、生物樣品等)進行時間分辨的研究。時域光譜測量可同時獲得信號瞬時電場強度和相位，獲得THz 波段的吸收光譜和折射率信息。

應用前景

由于有機分子轉動和振動躍遷；半導體的子帶和微帶能量，電子材料的低能激勵，凝聚態相位介質的低頻振動，固體材料的聲子、磁振子，等離子體激元，液體分子振動等激勵現象皆在THz波段。利用“指紋譜”可識別物質和對物質本身進行結構表征。此外，THz光子能量小（4.14meV），人體組織電離閾值是12.5eV，X光的光子能量在keV量級，所以太赫茲不會引起生物組織的光致電離，適合于生物醫學成像。THz波還對對許多非金屬和非極性物質有很高的透過性。所以太赫茲時域光譜儀在危險品檢測領域、農產品檢測領域、病理研究領域、石油勘探和輸運領域、公共安全等領域都有很好的應用前景。并且該儀器是一個高度集成化的應用級實驗儀器。光學系統、機械控制、信號放大等部件均集成在一個緊湊的儀器內部。易于操作、啟動快速、運行平穩、性能可靠。

備注

  我們希望把我們的儀器推廣給更多的專家學者使用，在危險品檢測領域、農產品檢測領域、病理研究領域、石油勘探和輸運領域、公共安全等領域深化應用，期待得到更多的應用成果。也希望推廣到更廣闊的領域，并通過自己的努力，能提供多樣化、可靠的產品及后續完善的技術支持，從而為廣泛的科學研究做出自己應有的貢獻。