水和生物样品的太赫兹光谱与成像

发布时间：2021-11-24 09:29

　　太赫兹辐射是指频率范围从0.1THz到10THz（1THz=1012Hz）的电磁波,具有高穿透性、“指纹特征”性、能量低、带宽范围大、信噪比高等特点。太赫兹时域光谱技术（Terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS）是一种相干探测技术。其基本原理是利用飞秒脉冲产生皮秒级时间分辨的太赫兹电场,可获得太赫兹信号的幅度和相位信息,进一步可算出样品的吸收等参数。太赫兹时域光谱技术在半导体和超导材料的研究、生物组织成像、基因的无标记检测、医学的无损诊断等领域都可以发挥非常重要的作用。本论文首先介绍了太赫兹辐射的相关理论和应用,然后详细介绍了不同类型的太赫兹时域光谱系统。随后主要围绕太赫兹时域光谱技术展开了液体折射率和吸收系数的研究以及生物样品成像等两方面的工作:一是通过透射光谱测量实验,计算得到纯水的折射率和吸收系数,水的折射率在0.2THz时约为2.6,后逐渐减小到1.2 THz时约2.2至平稳。吸收系数在0.2-1.1 THz频率范围内,从130 c-1不断增加到250 cm-1,频率到1.4 THz后吸收系数超过了 300cm-1。重水对太赫兹辐射也... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 太赫兹简介
    1.2 基于水分检测的太赫兹频谱技术的应用
    1.3 太赫兹成像技术
    1.4 论文内容介绍
第二章 太赫兹时域光谱技术
    2.1 THz-TDS典型系统
    2.2 实验系统介绍
        2.2.1 异步采样的TDS
        2.2.2 扫描采样的TDS
    2.3 本章小结
第三章 液体样品的太赫兹光谱研究
    3.1 纯水的光谱测量实验准备
    3.2 纯水的实验结果和分析
        3.2.1 实验测量结果
        3.2.2 数据处理
        3.2.3 纯水的折射率和吸收系数
    3.3 其他溶液的实验结果和分析
        3.3.1 引言
        3.3.2 重水的折射率和吸收系数
        3.3.3 水和重水作为溶剂的DNA结构研究
    3.4 本章小结
第四章 生物样品的TDS成像研究
    4.1 引言
    4.2 实验准备
    4.3 生物组织的成像分析
        4.3.1 基于时域E_(min)值的对比成像
        4.3.2 基于时域E_(min)/E_(max)比值对比成像
        4.3.3 基于时域E_(max)-E_(min)的差值对比成像
        4.3.4 基于频域的对比成像
        4.3.5 基于吸收系数的对比成像
    4.4 石蜡切片的成像
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超宽光谱掺钛蓝宝石飞秒激光器时域频域特性的实验研究[J]. 谢旭东,王清月,王专,张伟力,柴路.  物理学报. 2005(07)
[2]偏振方向对ZnTe电光THz辐射探测的影响[J]. 顾春明,刘锐,贺莉蓉,沈文忠.  红外与毫米波学报. 2004(05)

博士论文
[1]高性能锁模光纤激光器研究[D]. 赵德双.电子科技大学 2005

硕士论文
[1]快速THz-TDS光学延迟线的设计及数字锁相放大技术的研究[D]. 刘洋.天津大学 2016



本文编号：3515700