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基于飛秒激光的太赫茲時(shí)域光譜儀開(kāi)發(fā)

成果名稱(chēng)

太赫茲時(shí)域光譜儀

規(guī)格型號(hào)

CIP-TDS

研發(fā)單位

大恒新紀(jì)元科技股份有限公司

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

張存林

成果成熟度

產(chǎn)品化

成果簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目屬通用科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)，已有研究成果基礎(chǔ)上通過(guò)創(chuàng)造性的融合，攻克太赫茲源、探測(cè)器等模塊之間匹配結(jié)合的關(guān)鍵問(wèn)題，儀器操作平臺(tái)軟件與譜解析系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)系統(tǒng)集成和工程化開(kāi)發(fā)，形成性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的基于飛秒激光的太赫茲時(shí)域光譜儀。太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)的基本原理是利用飛秒脈沖產(chǎn)生并探測(cè)時(shí)間分辨的THz電場(chǎng)，通過(guò)傅立葉變換獲得被測(cè)物品的光譜信息，進(jìn)而可以通過(guò)特征頻率對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物性進(jìn)行分析和鑒定。太赫茲脈沖的典型脈寬在皮秒量級(jí)，可以方便地對(duì)各種材料(包括液體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、生物樣品等)進(jìn)行時(shí)間分辨的研究。時(shí)域光譜測(cè)量可同時(shí)獲得信號(hào)瞬時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度和相位，獲得THz 波段的吸收光譜和折射率信息。

應(yīng)用前景

由于有機(jī)分子轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)躍遷；半導(dǎo)體的子帶和微帶能量，電子材料的低能激勵(lì)，凝聚態(tài)相位介質(zhì)的低頻振動(dòng)，固體材料的聲子、磁振子，等離子體激元，液體分子振動(dòng)等激勵(lì)現(xiàn)象皆在THz波段。利用“指紋譜”可識(shí)別物質(zhì)和對(duì)物質(zhì)本身進(jìn)行結(jié)構(gòu)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(jí)，所以太赫茲不會(huì)引起生物組織的光致電離，適合于生物醫(yī)學(xué)成像。THz波還對(duì)對(duì)許多非金屬和非極性物質(zhì)有很高的透過(guò)性。所以太赫茲時(shí)域光譜儀在危險(xiǎn)品檢測(cè)領(lǐng)域、農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)領(lǐng)域、病理研究領(lǐng)域、石油勘探和輸運(yùn)領(lǐng)域、公共安全等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。并且該儀器是一個(gè)高度集成化的應(yīng)用級(jí)實(shí)驗(yàn)儀器。光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械控制、信號(hào)放大等部件均集成在一個(gè)緊湊的儀器內(nèi)部。易于操作、啟動(dòng)快速、運(yùn)行平穩(wěn)、性能可靠。

備注

我們希望把我們的儀器推廣給更多的專(zhuān)家學(xué)者使用，在危險(xiǎn)品檢測(cè)領(lǐng)域、農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)領(lǐng)域、病理研究領(lǐng)域、石油勘探和輸運(yùn)領(lǐng)域、公共安全等領(lǐng)域深化應(yīng)用，期待得到更多的應(yīng)用成果。也希望推廣到更廣闊的領(lǐng)域，并通過(guò)自己的努力，能提供多樣化、可靠的產(chǎn)品及后續(xù)完善的技術(shù)支持，從而為廣泛的科學(xué)研究做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。