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研究前沿：太赫茲時(shí)域光譜 | Nature Reviews Methods Primers

來(lái)源：時(shí)間：2023-12-03 16:01:22 瀏覽：4910次

在20世紀(jì)80年代后期，時(shí)域光譜學(xué)time-domain spectroscopy(TDS)的技術(shù)之前，電磁波譜的太赫茲波段是光譜中探索最少的區(qū)域波段。自從時(shí)域光譜學(xué)引入以來(lái)，太赫茲時(shí)域光譜學(xué)TDS已經(jīng)用于諸多物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的研究，從固體中的激子和庫(kù)珀對(duì)，到生物分子的水合動(dòng)力學(xué)。太赫茲技術(shù)可用于無(wú)損分析不同領(lǐng)域的樣品，如藝術(shù)保護(hù)和工業(yè)質(zhì)量控制，而太赫茲成像可作為生物組織和其他材料中的敏感水合探針。

近日，德國(guó)馬爾堡大學(xué)(Philipps-Universit?t Marburg）Martin Koch等，在Nature Reviews Methods Primers上發(fā)文，重點(diǎn)概述了太赫茲時(shí)域光譜學(xué)TDS，即一種介于微波和光學(xué)技術(shù)之間的獨(dú)特混合技術(shù)。通過(guò)測(cè)量與時(shí)間相關(guān)的電場(chǎng)波形，而不是電磁波的強(qiáng)度，可以直接獲得電場(chǎng)的頻譜振幅和相位。

該項(xiàng)技術(shù)，基于單周期輻射脈沖的產(chǎn)生和檢測(cè)，以亞皮秒時(shí)間分辨率進(jìn)行測(cè)量。為此，系統(tǒng)總結(jié)了這種太赫茲時(shí)域光譜學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，并給出了幾個(gè)說(shuō)明性的應(yīng)用實(shí)例。

Terahertz time-domain spectroscopy.

太赫茲時(shí)域光譜

圖1: 太赫茲波段的電磁波譜。

圖2: 太赫茲時(shí)域光譜儀。

圖3:太赫茲時(shí)域信號(hào)處理I：基本處理步驟圖。

圖4 太赫茲時(shí)域信號(hào)處理II：消除多次反射。

圖5:液晶的太赫茲雙折射。

圖6:由五層組成的一維光子晶體的強(qiáng)度反射譜。

圖7:太赫茲成像，用于糖尿病足綜合征的研究。

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