太赫兹时域光谱成像系统及其检测应用.PDF

太赫兹时域光谱成像系统 及其检测应用 ■ 刘龙海，谢剑华，陈媚媚，陆亚奇 爱德万测试 （中国）管理有限公司 1 引言 的主要技术。太赫兹光谱检测分为超短脉冲的时域 太赫兹波是频率介于 测量和连续太赫兹信号的测量，其中太赫兹时域光 0.1~10 THz 范围内的电磁 谱技术是太赫兹波技术发展最为成熟的技术，广泛 波，处于电磁波谱中毫米 应用于食品、药品、化学材料、生物医学、超材料 第一作者 刘龙海 波和红外线之间，如图1 等的光谱成像研究 [1] 。 所示。目前电磁波谱的毫米波和红外等波段研究发 展成熟，但是太赫兹波由于产生困难研究很少，一 2 原理介绍 度处于空白波段。最近随着超快激光技术的迅猛发 2.1 太赫兹波产生和探测 展，为太赫兹脉冲的产生提供可靠且稳定的激光光 产生高功率和稳定的太赫兹辐射源是太赫兹技 源，太赫兹波技术因此得以迅速发展。 术发展的关键。目前太赫兹辐射源主要包括3 类： 首先是电子学的方法产生太赫兹波，包括自由电子 Electronics Photonics 10 GHz 100 GHz 1 THz 10 THz 100 THz 1 PHz 10 PHz 100 PHz 激光、返波管等，这类方法产生的太赫兹波频率低， Micro-wave Millimeter wave Terahertz wave Infrared UV X-ray 一般在2 THz 以内；第二类是半导体太赫兹源，如 30 mm 3 mm 300 μm 30 μm 3 μm 300 nm 30 nm 3 nm 量子级联激光器等，但是半导体太赫兹源需要低温 Interaction with Orientation Plasma Inter-molecular Intra-molecular Electronic X-ray material relaxation oscillation vibration vibration transition diffraction 冷却，制约了其应用范围；第三类是激光抽运方法， Analysis NMR/MRI Terahertz wave system FT-IR,NIR,Raman X RD tool 用超短脉冲激光抽运光电导天线或者非线性晶体， Anti-collision IR Heater DVD X-ray Mo b i le Microwave Radar 产生稳定、宽频的太赫兹波，这个方法广泛使用于 phone oven system picture TAS7000/TAS7500 太赫兹光谱和成像检测。 图1