基于硒化镓晶体差频效应的宽谱太赫兹系统

发布时间：2021-11-18 04:02

　　为解决已有太赫兹（THz）表征系统对样品性质表征不够全面的问题,搭建了基于硒化镓（GaSe）晶体的宽谱THz系统,利用飞秒脉冲激光泵浦GaSe晶体,产生频谱范围为10～20THz的宽谱THz波。搭建了迈克耳孙干涉仪对THz瞬态电场进行非相干表征,用该系统测量了尿嘧啶等三种生物样品的高频吸收谱,并通过密度泛函理论对生物分子的振动、转动情况进行了理论分析。测量结果与理论结果相吻合,证明了该系统可快速获取样品的高频信息,弥补了传统THz光谱系统在高频波段的信息缺失,为搭建高频THz时域光谱系统打下坚实的基础。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(07)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

基于GaSe晶体的宽谱THz系统

图2(a）为利用高莱探测器收集到的THz电场的自相关信号，信号中间的主峰是干涉的主信号，旁边振动的小峰并不是系统的噪声，而是干涉信号的一部分。图2(b）为将图2(a）进行傅里叶变换后得到的THz光谱，太赫兹的频谱范围是10～20THz。可以发现，光谱中存在明显的吸收峰，其中18.2THz附近的吸收峰是由于分束器硅片的吸收造成的[14-15]，其他的吸收峰是由于实验系统并未放置在完全干燥的环境中，水蒸气带来的吸收[16]。为了表征系统的性能，将系统的信噪比定义为

通过对比参考和样品的透过谱，可以得到样品的吸收系数谱线[22]式中，Iref（ω）为参考基底的吸收谱，Isam（ω）为含有样品信息的吸收谱。实验获得的三种样品的吸收谱，如图4中实线所示。为验证实验结果的可靠性，利用高斯09软件的DFT工具包进行了模拟，结果如图4中虚线所示。图4(a）、图4(b）、图4(c）分别为尿嘧啶、5-溴尿嘧啶和胸腺嘧啶的吸收光谱，可以看出，在10～20THz范围内，三种样品都具有明显的吸收峰，尿嘧啶吸收峰值对应频率的实验结果为12.82、13.06、16.31、16.87THz,5-溴尿嘧啶吸收峰值对应频率的实验结果为12.54、13.33、16.33THz，胸腺嘧啶吸收峰值对应频率的实验结果为12.63、12.98、14.21、16.77THz。

【参考文献】：
期刊论文
[1]同型半胱氨酸的太赫兹特征吸收光谱分析[J]. 王莹莹,汪丽平,李恬,严俊,彭滟.  光学学报. 2019(10)
[2]宽频段太赫兹辐射计高吸收率涂层的特性[J]. 方波,戚岑科,邓玉强,高艳姣,蔡晋辉,颜志刚,夏民荣.  中国激光. 2019(06)
[3]基于分块压缩感知理论的太赫兹波宽光束成像技术[J]. 王与烨,任宇琛,陈霖宇,李长昭,张超,徐德刚,姚建铨.  光学学报. 2019(04)
[4]基于太赫兹波成像的鼠脑创伤三维重构[J]. 王与烨,陈霖宇,徐德刚,陈图南,冯华,姚建铨.  光学学报. 2019(03)



本文编号：3502165