常见五元糖的太赫兹时域光谱

利用基于飞秒超快激光的太赫兹时域光谱(terahertz time domain spectroscopy, THz-TDS)对D-木糖、D-核糖、D-阿拉伯糖、D-来苏糖及相关的五元糖进行了研究, 得到了它们在0.1~2.0 THz波段的THz-TDS吸收谱图. 不同糖类化合物的吸收谱表现出明显的特征, 表明THz-TDS技术可以分辨化合物结构上的微小差异, 可以应用于物质检测与分析. 同时还研究比较了不同旋光性五元糖的THz-TDS光谱.     

萘醌及其衍生物的太赫兹时域光谱研究

用太赫兹(THz)时域光谱技术研究了室温条件下的萘醌及其衍生物1,2-萘醌、1,2-萘醌-4-磺酸钠、甲萘醌、白花丹素、胡桃醌的光谱特征,得到了各自的吸收谱和折射率。结果表明,萘醌及其衍生物在此波段有不同的吸收特征,利用太赫兹时域光谱能够鉴别分子结构存在微小差别的化合物。在对样品的吸收谱进行比较的基础上,讨论了分子结构和分子间晶格振动与THz光谱特征吸收的关系。     

含硫氨基酸的太赫兹光谱

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术研究室温条件下多晶含硫氨基酸L-蛋氨酸(Met)和L-半胱氨酸(Cys)的光谱特性, 得到相应的吸收谱和折射率谱, 表明含硫氨基酸在THz波段具有区别于其它氨基酸的显著特征. 在实验测量的有效光谱范围0.2～2.8 THz内, L-蛋氨酸的THz吸收峰分别位于1.06, 1.88和2.70 THz; L-半胱氨酸的吸收峰分别位于1.40, 1.70, 2.33和2.61 THz, 两种氨基酸的平均折射率均为1.44. 利用GAUSSIAN 03软件包中的Hartree-Fock理论计算了蛋氨酸双分子的低频振动谱, 表明了与蛋氨酸各吸收峰对应的分子微观振动模式, 并对实验光谱进行了解析讨论.     

太赫兹技术在药物化学研究领域中的应用

太赫兹(THz)技术及其应用研究近些年发展迅速,许多研究表明该技术在国防安全、信息通信、材料、环境、化学和生物医学等领域有巨大的应用前景。本文就近年来利用太赫兹光谱和太赫兹成像技术在药物化学领域中的应用研究进行综述。介绍了太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）在药物活性成分（Active Pharmaceutical Ingredients, APIs）的检测、异构体的区分、药物的多晶型和假多晶型的鉴别以及混合物的定性与定量分析等方面取得的研究成果和进展;阐述了太赫兹成像技术在分析药物的物理化学性质和包衣膜厚度、密度、结构特性,以及监测产品的一致性和完整性方面的应用优势。此外,还介绍了太赫兹技术在药物动力学研究及药物生产过程分析中的创新性应用研究。     

两种联苯酚类化合物的太赫兹时域光谱研究

利用太赫兹时域光谱技术获得了295 K时2,2′-二羟基联苯(2,2′-biphenol, 2BP)和4,4′-二羟基联苯(4,4′-biphenol, 4BP)在0.1~1.6 THz波段的光谱. 实验结果显示, 两种同分异构体在太赫兹频率范围内的吸收谱有显著的差异. 结合量子化学计算, 2BP中的两个羟基间能够形成分子内氢键, 在1.45 THz的运动模式初步判断为包含氢键在内的两个苯环的低频摆动.     

D-、L-和DL-青霉胺的太赫兹时域光谱

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对D-、L-和DL-青霉胺的研究发现, 三种样品在0.2 THz到1.8 THz波段的吸收光谱存在显著差异, 实验结果表明, THz吸收光谱能够鉴别青霉胺对映异构体, 这一特点将可以用于青霉胺药物的检测. 本文利用纯D-、L-青霉胺的THz吸收光谱, 对D-、L-青霉胺混合样品的THz吸收光谱进行拟合, 证明可以用THz光谱定量分析混合样品中D-、L-青霉胺的相对含量. 这项研究为手性药物分子检测和分析提供了新的实验方法, 也对深入了解手性药物与生物靶分子之间相互作用提供了启示.     

基于多特征算法选择的太赫兹时域光谱用于水稻种子掺假研究

该文提出了一种基于太赫兹时域光谱的水稻种子模式识别方法。实验以10种不同品牌混合掺假的水稻种子为样本,基于采集的样本太赫兹时域光谱数据,通过建立Relief、随机森林（RF）、支持向量机递归特征消除（SVM-RFE）和最大相关最小冗余（mRMR）模型分别对样本光谱波长进行特征选择,最后设计分类器对4种特征选择方法处理后的样本进行分类识别。结果表明,基于布谷鸟算法（CS）优化的极限学习机模型对经RF特征选择算法提取后的样本光谱数据具有最佳识别效果,其准确率可达100%,实验对于法庭科学领域内种子的掺假鉴定具有一定的借鉴意义。     

高性能和强扩展性的太赫兹时域光谱仪的研制

太赫兹波具有低能、宽带和独特的时域脉冲特性等特点,使其在材料物质科学领域具有着重要的应用价值.自主搭建了一套基于光电导天线的太赫兹时域光谱仪.从介绍光电导天线产生和探测太赫兹波的原理出发,重点阐述了太赫兹时域光谱仪的光路设计优化、搭建调试、功能拓展和应用实例分析,为自主研制高性能太赫兹时域光谱仪提供了方法和经验.     

聚乙烯—碳黑复合材料的太赫兹时域光谱测量研究

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在0.3-2.0 THz频率区间测量了不同碳黑含量(?渍)的聚乙烯-碳黑复合材料光电性质随频率的变化及其与碳黑含量之间的关系. 测量发现, 随碳黑含量的增加, 复合体系的吸收系数逐渐增大, 并伴随折射率的相应增加. 在碳黑含量确定的情况下, 材料的吸收系数随频率的增加而增大, 但折射率随频率的增加而略有减小. 在假定复合体系中孤立碳黑颗粒在外电场作用下的极化过程是引起材料太赫兹频区介电损耗主要因素的情况下, 利用德拜偶极子弛豫理论对聚乙烯-碳黑复合材料的介电行为进行了解释.     

不同地区及仿真和田玉太赫兹光谱分析

利用太赫兹时域光谱技术对不同地区和田玉及其仿真品进行测量与分析,为不同地区的和田玉及真伪鉴别提供技术支撑。实验选取了新疆、韩国和青海三个不同产地的和田玉样品,同时选取了三种仿和田玉样品,在0.1~2.5THz频段进行太赫兹光谱数据采集。不同地区和田玉在太赫兹频段具有不同的特征吸收峰,并且每个样品在相对高频和低频的吸收量不同,随频率的增加,样品在相对低频处的折射率呈增加趋势,在高频处呈缓慢下降趋势,不同样品的变化趋势不同。仿真样品与和田玉在0.1~2.5 THz波段的吸收系数、折射率、相对介电常数相差很大。实验结果初步表明,用太赫兹波段的吸收系数和折射率来鉴别和田玉及仿真品是可行的,能够区分不同地区和田玉及仿真样品,该方法快速、便捷,能为市场监管提供有力技术支撑。     

Terahertz Time Domain Spectroscopy for the Identification of Two Cellulosic Fibers with Similar Chemical Composition

The distinct terahertz spectra of ramie and bamboo fibers were obtained by means of terahertz time-domain spectroscopy. Numerical simulation for glucose based on density functional theory has been performed to interpret the observed THz features theoretically. The results indicate that the intramolecular motions do make partial contribution to experimental features of cellulosic fibers, but most of the features are attributed to intermolecular modes. The investigation suggests that THz spectroscopy is a promising candidate for distinguishing bamboo and ramie fibers, and this will open new prospect to identify textile fibers especially those with similar chemical composition.     

Terahertz Time-Domain Spectroscopy of Naphthalene and Naphthols

Low-energy vibrational modes have been investigated in polycrystalline naphthalene and its derivatives naphthols using terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) over the frequency range from 17 to 73 cm^–1 (0.5–2.2 THz) at room temperature. We propose that naphthalene and naphthols show spectral features originating from intermolecular vibrational modes. Because of the collective origin of the observed modes, the absorption spectra are highly sensitive to the overall structure and configuration of the molecules, as well as their environments. For light-sensitive materials, the THz-TDS procedure can avoid effects like photobleaching.     

Terahertz Time‐Domain Spectroscopy of Gases,Liquids, and Solids

The techniques and methods employed in the spectroscopic characterization of gases, liquids, and solids in the terahertz frequency range are reviewed. Terahertz time‐domain spectroscopy is applied to address a broadband frequency range between 100 GHz and 5 THz with a sub‐10 GHz frequency resolution. The unique spectral absorption features measured can be efficiently used in material identification and sensing. Possibilities and limitations of fundamental and industrial applications are discussed.     

太赫兹时域光谱技术在化学和生物学研究中的应用

太赫兹时域光谱(Terahertz Time Domain Spectroscopy,THz-TDS)技术作为一种新的研究手段在凝聚态、气体以及生物分子研究中有着重要的作用。它利用物质在THz波段的不同特征吸收来研究物质的结构、组成及其相互作用等。本文主要介绍了THz-TDS技术在化学及生物学领域中的应用进展以及目前存在的问题,对其前景进行了展望。     

Terahertz time-domain spectroscopic investigation on quinones

Well resolved far-infrared spectra of 1,4-benzoquinone, 1,4-naphthoquinone, and 9, 10-anthraquinonme in polycrystalline form have been measured with terahertz time domain spectroscopy at room tem- perature. The characterizations of power absorption and index of refraction in the frequency range 0.3 -2.0 THz are presented. Theoretical calculation is applied to assist the analysis and assignment of individual THz absorption spectra of the p-quinones with semiempirical AM1, Hartree-Fock (HF), and density functional theory (DFT) method. Observed THz responses are assigned to the translational and torsional vibrations of p-quinone dimer held together by weak hydrogen bonds.     

硅油的结构和时域介电谱

有机物结构常分级描述．频域介电谱方法只能觉察一级结构的极化，对二和三级结构很不灵敏．时域介电谱方法则可分辨出高级结构的丰富信息．在水和甘油等极性液体中，极谱电流的存在使时域测量无法进行．但苯和正烷系列非极性液体却存在有意义的时域谱[1]．硅油具有强的极性键，     

阿达玛变换光谱和图象及其在分析化学中的应用

本文对阿达玛变换光谱和成象的原理进行了简单介绍，并对８０年代以来阿达玛变换技术在分析化学中的应用进行了评述。     

太赫兹光谱和密度泛函理论(DFT)分析呋喃妥因和尿素共晶体

利用太赫兹时域光谱(Terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术对呋喃妥因、尿素及其研磨和溶剂共晶体进行表征分析, 实验结果显示了呋喃妥因和尿素的研磨和溶剂共晶体位于0.85、1.23、1.60 THz的吸收峰明显区别于原料物质. 该结果表明太赫兹光谱技术可以有效鉴别呋喃妥因、尿素及其共晶体. 运用密度泛函理论(Density functional theory, DFT)对呋喃妥因和尿素共晶体的2种可能结构进行了结构优化和光谱模拟, 模拟结果显示其中的结构A在0.49、0.81、1.25、1.61 THz处具有吸收峰, 与实验结果较吻合. 推断共晶体氢键的形成位置为尿素中的氨基H6和呋喃妥因上的酰胺基O30, 该处形成第一处氢键, 而呋喃妥因的酰胺基H31和尿素上的羰基O1形成第二处氢键. 同时结合理论模拟结果对呋喃妥因和尿素共晶体分子振动模式进行归属.     

丙氨酸晶体太赫兹振动光谱的实验和理论研究

利用太赫兹时域光谱和低频拉曼光谱仪研究了丙氨酸晶体在0.2-2.6 THz 范围内的太赫兹吸收和拉曼散射光谱. 研究表明: 在该低频范围有四个振动模式, 其中两个只具有拉曼活性, 其余两个同时具有红外和拉曼活性. 基于B3LYP杂化密度泛函的自洽场晶体轨道法对丙氨酸周期性结构进行了理论研究和光谱计算. 通过比较实验和理论结果, 指认了实验光谱特征峰所属的不可约表示. 通过理论计算得到的图形, 得出在此低频范围的振动模式主要包含分子间氢键的扭转和摇摆运动.