1 南京航空航天大学金城学院，江苏 南京 211156
2 盐城市质量技术监督综合检验检测中心，江苏 盐城 224056
3 盐城工学院 土木工程学院，江苏 盐城 224051
提出了一种基于傅里叶变换频谱分析技术的数字化、高精度、便携式液体折射率实时干涉测量系统。该系统以劈尖形液体容器构成的等厚干涉测量光路为基础，搭建了以CCD（charge coupled device）相机记录的共路干涉测量系统。以树莓派硬件系统为平台，Python语言为编程基础，通过傅里叶变换频谱分析和三次样条插值实现记录窗口内干涉条纹数的精确提取。设计了图形操作界面，实现了测量过程的动态可视，测量过程只需提前标定未注入液体时的初始干涉条纹数，无需额外预设参数即可实现流动液体折射率的实时测量。实验中分别测定了3种液体的折射率，并验证了测量系统的时间稳定性。结果表明，当初始干涉条纹数大于180条时，测量系统有较好的时间稳定性，且测量的相对误差均在0.754%以内。
干涉测量 等厚干涉 傅里叶变换 折射率 树莓派 interferometry equal-thickness interference Fourier transform refractive index Raspberry Pi
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院, 上海 201210
4 天津大学, 天津 300072
利用空气等离子体太赫兹时域光谱系统,获得了0.5~14.5 THz范围内左旋多巴(L-DOPA)的特征指纹谱,并研究了吸收光谱随温度的变化效应。利用密度泛函理论计算L-DOPA的晶胞结构,并对太赫兹振动光谱进行了分析。结果表明:L-DOPA在太赫兹波段的吸收峰对应于不同的集体振动和分子局域振动,其中分子的集体振动在整个太赫兹波段分布较广,且苯环和分子侧链表现出不同的振动特点,这些结构振动特异性与分子构象以及分子间氢键的相互作用密切相关。
太赫兹技术 左旋多巴 宽频太赫兹时域光谱 密度泛函理论 低频振动 氢键网络
1 北京空间机电研究所, 北京 100094
2 南京理工大学 计算机科学与技术学院, 江苏 南京 210094
3 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
太赫兹成像是空间光学遥感成像领域的新方向, 然而太赫兹成像分辨率受到器件加工和制造工艺水平限制。为了提高太赫兹成像的图像分辨率, 提出一种改善太赫兹过采样成像的图像处理方法。首先, 对响应在太赫兹谱段的目标进行错位观测形成多路观测结果; 然后, 对多路观测的太赫兹图像进行范数优化约束和增强滤波; 最后, 将经过范数优化约束和滤波增强后的多路太赫兹图像重构成一幅分辨率更高的图像。实验证明: 这种方法能够在抑制背景噪声的同时, 有效提高目标边缘连续性。从图像质量评价指标上看, 所提方法相较于传统方法能提升图像的有效细节信息, 进而增强图像质量。
太赫兹成像 增强 遥感图像 滤波 空间光学 terahertz imaging enhancement remote sensing image filtering space optics 红外与激光工程
2017, 46(11): 1126002
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室 太赫兹波研究中心, 天津 300072
2 中国科学院上海应用物理研究所, 上海201800
利用太赫兹时域光谱系统, 在0.5～9.5 THz范围内对氧化镁单晶基片的介电特性进行了研究, 并获得折射率、吸收系数以及复介电函数信息。实验数据表明, 在低频(< 2 THz)范围内, 氧化镁单晶透过性较好, 折射率在3.12～3.15之间。折射率和吸收系数均随频率增加而增大, 且在3.16 THz和8.11 THz两处存在明显的吸收峰。通过经典的赝简谐振动理论很好地拟合了实验结果, 分析了晶体中的横向光学声子振动模式, 为氧化镁单晶在宽带太赫兹波段的应用提供了有益参考。
氧化镁 太赫兹 复介电函数 光学声子振动 MgO terahertz complex dielectric function optical phonon resonance 红外与激光工程
2017, 46(8): 0825001
1 西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室， 西安 710024
2 中国科学院 上海应用物理研究所， 上海 201800
3 天津大学 精密仪器与光电子工程学院， 太赫兹研究中心, 天津 300072
交联聚苯乙烯是一种热固性塑料，具有优异的介电特性和耐高压击穿能力等特性。采用基于太赫兹波空气电离相干探测法(THz-ABCD)的太赫兹时域光谱系统，测量了交联聚苯乙烯和聚苯乙烯样品在太赫兹的光谱特性，得到了其在2~13 THz频段的吸收系数、折射率等光学参数。研究结果表明：交联聚苯乙烯和聚苯乙烯的吸收谱形状相似，在6.6，9.8和12.25 THz等处存在多个吸收峰，但是交联聚苯乙烯的吸收系数在12 THz以下高于聚苯乙烯，在12 THz以上低于聚苯乙烯；交联聚苯乙烯的折射率高于聚苯乙烯，聚苯乙烯的折射率在1.58~1.59之间，交联聚苯乙烯的折射率在1.59~1.62之间。
交联聚苯乙烯 太赫兹时域光谱 空气电离相干探测 吸收系数 cross-linked polystyrene THz-TDS air biased coherent detector absorption coefficient 强激光与粒子束
2017, 29(10): 103101
1 南京医科大学 基础医学院，江苏 南京210029
2 江苏盛泽医院肿瘤中心，江苏 苏州215228
3 中国科学院上海应用物理研究所，上海201800
4 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室，上海200093
利用透射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对猪脂肪、肌肉和皮肤三种新鲜组织的持续脱水过程进行在线连续扫描，观察太赫兹波时域谱在组织脱水过程的变化，并分析比较三种组织脱水前后的太赫兹波吸收系数及折射率的改变及差异.结果表明，太赫兹波对新鲜组织含水量的改变十分敏感，新鲜组织的含水量是影响太赫兹波吸收系数的主要因素.同时，不同组织对太赫兹的吸收有明显差异，表明太赫兹光谱技术可以鉴别不同的组织类型.本研究为太赫兹技术在生物医学领域的进一步研究和应用提供了帮助.
太赫兹 生物组织 脱水 吸收系数 折射率 Terahertz biological tissues dehydration absorption coefficient refractive index
北京市纳米光电子学重点实验室,物理系,首都师范大学,北京,100037
利用Nd: YAG (1064nm) 和准分子(KrF,248nm)两种不同波长的脉冲激光器对处于去离子水中的Ag片进行激光烧蚀,得到了不同尺寸的Ag纳米颗粒,同时,这些Ag纳米颗粒与去离子水形成了Ag纳米胶体体系.由于制备这种Ag纳米胶体的是一种物理过程,所以具有较高的纯净性.通过透射电子显微镜(TEM)对两种不同激光器制备的Ag纳米胶体的观测发现,虽然这两种Ag纳米颗粒大小尺寸不同,但都具有较好的分散性和均匀性.同时,在Raman光谱学应用方面,由于这两种Ag纳米胶体中无任何氧化剂或还原剂等外来杂质的干扰,具有非常好的纯净性,可以作为非常好的表面增强拉曼散射的增强基底,并对这两种Ag纳米颗粒与探针对羟基苯甲酸(PHBA)的吸附行为做了简要的分析.
Nd:YAG激光器 准分子激光器 激光烧蚀 Ag纳米颗粒 PHBA(对羟基苯甲酸) 吸附
