太赫兹光谱文献综述

 2022-12-07 05:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、太赫兹介绍

1.THz波(太赫兹波)包含了频率为0.1到10THz的电磁波。该术语适用于从电磁辐射的毫米波波段的高频边缘(300 GHz)和低频率的远红外光谱带边缘(3000 GHz)之间的频率,对应的波长的辐射在该频带范围从0.03mm到3mm(或100mu;m)。

2.作用:利用远红外辐射获得分子的某些光谱信息,可以用来研究材料的远红外性质与频率的关系。这些关系可以帮助我们深入地了解与材料应用相关的重要材料性质。

3.应用:太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时,由于太赫兹能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具有优势。

  • 太赫兹辐射

(1)德国研究人员利用超级计算机计算发现,利用强烈的太赫兹辐射,可实现在不到万亿分之一秒内瞬间将微量水烧开。

(2)太赫兹辐射是指频率从0.1太赫兹到10太赫兹,波长介于毫米波与红外线之间的电磁辐射区域。一太赫兹等于一万亿赫兹。

(3)德国电子同步加速器研究所报告说,强烈的太赫兹辐射可引发水分子剧烈震动,打断水分子间的氢键。这种方法可将约一纳升(十亿分之一升)水在半皮秒(一皮秒为一万亿分之一秒)内加热至600摄氏度。

(4)报告指出,一纳升水虽然听起来不多,但对很多实验来讲已经足够。一皮秒比一眨眼的时间还要快很多,因此这种烧开水的方法可称得上是迄今最快的。

  • 生物医学

太赫兹技术在生物医学方面的应用,生物大分子相互作用是重大生命现象与病变产生的关键动因,而太赫兹光子能量覆盖了生物大分子空间构象的能级范围。该频段包含了其他电磁波段无法探测到的直接代表生物大分子功能的空间构象等重要信息。因此,可以发展一种利用太赫兹探测和干预生物大分子相互作用过程的新理论和新技术,为当前重大疾病诊断、有效干预提供先进的技术手段。

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