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【市场资讯】在生物医疗、半导体、通信领域大显身手的太赫兹时域光谱技术到底是什么?

2020-06-01 09:30:30来源:CIOE中国光博会新闻标签:CIOE中国光博会,太赫兹技术,太赫兹在医疗领域的应用,太赫兹在半导体中的应用,太赫兹在通信领域的应用

太赫兹时域光谱技术是新兴电磁波谱技术,在生物医疗、半导体封装、无损检测、食品农产品、太赫兹通信材料表征等方面有广泛应用。

目前,国际上对太赫兹辐射已达成如下共识,即太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源。它之所以能够引起人们广泛的关注、有如此之多的应用,首先是因为物质的太赫兹光谱(包括透射谱和反射谱)包含着非常丰富的物理和化学信息,所以研究物质在该波段的光谱对于物质结构的探索具有重要意义;其次是因为太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有诸如瞬态性、宽带性、相干性、低能性等很多独特的性质,利用太赫兹脉冲可以分析材料的性质。其中太赫兹时域光谱(THz-TDS)作为太赫兹光谱技术的典型代表,是一种新兴的、非常有效的相干探测技术。

 

生物医疗领域

太赫兹是0.1-10THz频段的电磁波,具有光子能量低、对水分子较为敏感且对生物大分子具有指纹谱特性等优点,非常适合研究生物分子的运动过程,从而广泛应用于生物组织的无损检测中。透射式太赫兹时域光谱技术通过检测太赫兹波穿过样品时振幅和相位的变化,可以计算出样品的折射率、吸收系数等参数,是检测生物组织病变的有效方法。

 

在医疗领域,由于其生物分子级别的振动刚好落入太赫兹频段,且太赫兹波具有比可见光的穿透深度大,比X射线的安全系数高、以及完全无侵害的优良特性,可应用于对氨基酸、DNA、RNA、蛋白质等生物分子的结构特性和动力学研究,以了解生物体的组成结构与生长演变过程。

 

不仅如此,太赫兹光谱技术在癌细胞增生等方面的研究工作也在近年来大量开展,由于水分对太赫兹波的吸收远大于其他组织,而癌变组织的水含量都异于正常情况,正是利用这一点,通过时域光谱的吸收峰分布与正常组织的差异,可以很好的为医生的诊断提供判据,并且为进一步的医疗成像技术提供数据诊断基础。

 

更多应用领域

1、THz-TDS系统对黑体辐射不敏感,在小于3THz时信噪比可高达104,这要远远高于傅立叶变换红外光谱技术,而且其稳定性也比较好。

2、由于THz-TDS技术可以有效地探测材料在太赫兹波段的物理和化学信息,所以它可以用于进行定性的鉴别工作,同时它还是一种无损探测方法。

3、利用THz-TDS技术可以方便、快捷地得到多种材料如电介质材料、半导体材料、气体分子、生物大分子(蛋白质、DNA等)以及超导材料等的振幅和相位信息。

4、在导电材料中,太赫兹辐射能够直接反映载流子的信息,THz-TDS的非接触性测量比基于Hall效应进行的测量更方便、有效。而且,THz-TDS技术已经在半导体和超导体材料的载流子测量和分析中发挥出了重要的作用。

5、由于太赫兹辐射的瞬态性,可以利用THz-TDS技术进行时间分辨的测量。另外,THz-TDS技术还具有宽的带宽、探测灵敏度高,以及能在室温下稳定工作等优点,所以它可以广泛地应用于样品的探测。

 

(文章来源:MEMS、电子发烧友网及网络整理)

 

了解更多太赫兹时域光谱技术应用

6月2日(下周二)晚20:00,CIOE中国光博会邀请了爱德万测试(中国)管理有限公司客户经理刘龙海与大家分享《太赫兹时域光谱技术及其应用》。

 

课程提纲

太赫兹源和太赫兹探测器的原理

机械延迟和异步采样太赫兹时域光谱技术的基本原理

太赫兹时域光谱技术在生物医学、半导体检测、无损检测、食品农产品、太赫兹通信材料表征等方面的应用介绍

 

课程形式

课中线上视频直播进行交流与分享,课后将在线回答问题。

 

参与方式

扫码或手动添加光博君微信:CIO607,留言“太赫兹”。

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