巩辰
- 作品数：3 被引量：3H指数：1
- 供职机构：首都师范大学物理系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市教育委员会科技发展计划面上项目国家重大科学仪器设备开发专项更多>>
- 相关领域：理学机械工程化学工程更多>>
- 炙没药颗粒的不同尺寸对太赫兹吸收光谱的影响
- 2016年
- 一般来说,当粒子线度a与光波长λ可以比拟(a/λ数量级为0.1~10)甚至更大时,会产生米氏散射,导致无法有效检测高频波段太赫兹光谱的吸收峰以及会引起光谱重复性和信噪比的降低。本文分别用远红外傅里叶变换红外光谱仪(Far-infrared Fourier transform infrared spectrometer,Far-infrared FTIR,30~600cm-1)和太赫兹时域光谱仪(Terahertz time-domain spectrometer,THz-TDS,0.2–3.5THz),对4组不同颗粒尺寸的炙没药进行测试,得到的低频吸收峰位置基本相同。由于米氏散射影响,在385cm-1以后,无法有效检测吸收峰波形。通过计算协方差发现,随着药品颗粒尺寸减小,散射对于太赫兹吸收光谱影响越小,即光谱重复性越好,信噪比越高。
- 许磊左剑刘尚建刘婧赵晓晶王萃萃巩辰周庆莉张存林
- 关键词：颗粒尺寸散射
- 环状烯烃聚合物基底材料的太赫兹复介电常数和损耗特性研究被引量：1
- 2018年
- 太赫兹时域光谱(THz-TDS)已被用于研究包括液体,半导体,爆炸物和气体等多种材料。然而自由空间太赫兹光谱系统存在着一些检测局限性,如微量物质难以被检测、系统尺寸难以实现微型化、空气中水的强烈吸收引起的信号衰减较大等问题。为了解决这些问题,研究人员设计了基于金属波导传输线结构的太赫兹芯片集成器件,通过飞秒红外激光激励传输线上的光电导材料实现太赫兹波的产生和检测。然而,在这些芯片上传输的太赫兹信号的频谱宽度很难达到自由空间太赫兹时域光谱系统的频带宽度,一个重要原因是由于传输信号受到随频率增加的传输线损耗所导致的衰减。通常这些损耗主要由三个部分组成:导体损耗,介电损耗和辐射损耗。研究表明:使用低介电常数材料作为共面传输线的衬底,将减少这种介电常数的失配,从而避免冲击波辐射损失;使用具有低损耗角正切的基底材料可以减少太赫兹传输线的损耗。环烯烃聚合物(COP)是一种具有环状烯烃结构的非晶性透明共聚物的材料,在太赫兹波段具有很高的透射率,为了探究这种材料是否能用于共面传输线的衬底,需要通过太赫兹时域光谱技术和介电函数理论分析它在太赫兹频段的光谱和介电特性,以及对这种材料作为基底时用在太赫兹传输线的传输特性进行仿真计算分析。使用透射式太赫兹时域光谱系统,对三种COP、熔融石英和PMMA进行了光谱测试,提取了它们的透射时域信号,采用Dorney和Duvillaret等提出的物理模型计算复介电函数。实验表明:与其他两种材料相比,COP材料在1THz处的透过率更高,可以达到94.5%,同时介电损耗和介电常数更低,其中介电损耗在1THz处达到4.31×10^(-4),因此将COP作为传输线基底材料时能有效减少基底的介电损耗。同时COP材料的介电常数在0.2~2.8THz范围内维持在约2.3的水平,也有效减�
- 巩辰左剑张存林
- 关键词：环烯烃聚合物
- 太赫兹片上系统和基于微纳结构的太赫兹超宽谱源的研究进展被引量：2
- 2016年
- 目前太赫兹辐射信号的功率不高,辐射带宽也较窄,这些对于生物化学、含能材料的太赫兹检测应用领域来说是一大限制因素,因此如何获得宽谱高功率的太赫兹源对于太赫兹时域光谱系统的发展是非常重要的;另一方面,常规的太赫兹系统是在自由空间传输探测的,测量过程需要在氮气或者干燥空气环境中进行,以克服空气中水的吸收干扰,同时自由空间中的光场与物质相互作用的模式又降低了物质检测的灵敏度,这对于痕量物质检测来说构成了挑战.面对这一问题,太赫兹片上系统利用微纳结构中的局域场效应实现对物质的低浓度检测,此方案有助于解决这一应用难题.综上所述,本文分成以下两部分阐述:首先阐述了纳米金属薄膜作为新的太赫兹源,它可以同时产生非相干的和相干的太赫兹信号,其输出为超过100 THz的太赫兹-红外辐射,功率高达10 mW,这种超宽谱和高功率现象主要是由于非相干的热辐射效应引起的;第二,阐述了基于不同传输线结构、不同基底材料的太赫兹片上系统结构设计和光谱应用.基于共面带状线结构和聚合物材料基底的太赫兹片上系统有着较低的损耗,能够实现超过2 THz带宽的测量和生物化学应用.
- 左剑张亮亮巩辰张存林
