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太赫兹时域光谱技术(teralhertz time-domain spectroscopy,简称THz-TDS)是基于太赫兹辐射产生的相位相干探测技术。它以太赫兹辐射脉冲作为探测源,利用电光取样或光电导取样方法直接记录经过被测物质的太赫兹辐射电场的振幅-时间波形,并通过傅立叶变换得到测量信号的振幅谱和相位谱,进而获得样品在太赫兹波段的吸收和色散等信息。由于太赫兹波处在电子学与光学的交汇特殊波段(0.1 THz-10 THz),因此THz-TDS成为研究各种物质在此波段光谱特征的不可替代的手段。THz-TDS可以测量各种物质(晶体、半导体、气体、粉末、有机材料和特异材料等)在远红外波段的吸收特性和色散特性,因此可望用于物质的表征和鉴别,并具有信噪比高和无损害等到优势。
本文工作包括以下几个方面:
1阐述了太赫兹辐射的产生、探测及相关特性,介绍了太赫兹技术发展及其应用研究现状。着重介绍了太赫兹时域光谱技术,包括实验系统和技术原理。
2提出利用太赫兹时域光谱技术检测、表征三硼酸锂(LiB3O5,简称LBO)晶体,获得了LBO晶体在室温以及不同低温状态下的太赫兹时域光谱,并对LBO的吸收特性和复介电常数进行了讨论和理论分析。
3在综述太赫兹时域光谱技术检测中药研究的基础上,提出利用太赫兹时域光谱技术检测冰片,获得了天然冰片和人造冰片在室温环境下的太赫兹时域光谱,通过对比分析,论证了THz-TDS检测并鉴别两种冰片的可行性。