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国重仪器：2015年成果

项目名称

基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发

成果名称

太赫兹时域光谱仪

规格型号

CIP-TDS

研发单位

大恒新纪元科技股份有限公司

项目负责人

张存林

成果成熟度

产品化

成果简介

本项目属通用科学仪器设备开发，已有研究成果基础上通过创造性的融合，攻克太赫兹源、探测器等模块之间匹配结合的关键问题，仪器操作平台软件与谱解析系统的软件开发，通过系统集成和工程化开发，形成性能稳定、质量可靠的基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪。太赫兹时域光谱技术的基本原理是利用飞秒脉冲产生并探测时间分辨的THz电场，通过傅立叶变换获得被测物品的光谱信息，进而可以通过特征频率对物质结构、物性进行分析和鉴定。太赫兹脉冲的典型脉宽在皮秒量级，可以方便地对各种材料(包括液体、半导体、超导体、生物样品等)进行时间分辨的研究。时域光谱测量可同时获得信号瞬时电场强度和相位，获得THz 波段的吸收光谱和折射率信息。

应用前景

由于有机分子转动和振动跃迁；半导体的子带和微带能量，电子材料的低能激励，凝聚态相位介质的低频振动，固体材料的声子、磁振子，等离子体激元，液体分子振动等激励现象皆在THz波段。利用“指纹谱”可识别物质和对物质本身进行结构表征。此外，THz光子能量小（4.14meV），人体组织电离阈值是12.5eV，X光的光子能量在keV量级，所以太赫兹不会引起生物组织的光致电离，适合于生物医学成像。THz波还对对许多非金属和非极性物质有很高的透过性。所以太赫兹时域光谱仪在危险品检测领域、农产品检测领域、病理研究领域、石油勘探和输运领域、公共安全等领域都有很好的应用前景。并且该仪器是一个高度集成化的应用级实验仪器。光学系统、机械控制、信号放大等部件均集成在一个紧凑的仪器内部。易于操作、启动快速、运行平稳、性能可靠。

备注

  我们希望把我们的仪器推广给更多的专家学者使用，在危险品检测领域、农产品检测领域、病理研究领域、石油勘探和输运领域、公共安全等领域深化应用，期待得到更多的应用成果。也希望推广到更广阔的领域，并通过自己的努力，能提供多样化、可靠的产品及后续完善的技术支持，从而为广泛的科学研究做出自己应有的贡献。