Transient optical modulation properties in the terahertz metamaterial of split ring resonators

The ultrafast optical modulation properties of split ring resonators are characterized by utilizing optical pump-terahertz probe spectroscopy.The experimental results show that when the terahertz electric vector is perpendicular to the gap of the split ring resonator,resonant absorption can be quenched significantly under high pump excitation.However,when the terahertz electric vector is parallel to the gap,the resonant absorption is less sensitive to pump excitation due to the structural properties of the metamaterial.Our numerical simulations also demonstrate that the pump pulse significantly influences the split ring resonator current by generating carriers in the substrate.     

Diffraction of terahertz waves after passing through a Fresnel lens

The spatiotemporal and spectral characteristics of ultrawide-band terahertz pulses after passing through a Fresnel lens are studied by using the scalar diffraction theory. The simulation shows that the transmitted terahertz waveforms compress with increasing propagation distance, and the multi-frequency focusing phenomenon at different focal points is observed. Additionally, the distribution of terahertz fields in a plane perpendicular to the axis is also discussed, and it is found that the diffraction not only induces focusing on-axis but also inhibits focusing at off-axis positions. Therefore, the Fresnel lens may be a useful alternative approach to being a terahertz filter. Moreover, the terahertz pulses travelling as a basic mode of a Gaussian beam are discussed in detail.     

青蒿素及其衍生物太赫兹指纹谱的测试与认定

青蒿素及其衍生物(双氢青蒿素,蒿甲醚,青蒿琥脂)是一种具有过氧桥化学结构的倍半萜内酯类化合物,对治疗疟疾有特殊疗效,且具有高效、低毒、成本低、安全等药理特性,使其成为现如今最为广泛应用的一种抗疟药。但是截止目前相关的太赫兹指纹谱数据还存在争议,为该类药物的太赫兹快速、无损鉴定带来困扰。为了进一步完善青蒿素及其衍生物的太赫兹指纹谱数据,利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术重新测量了青蒿素、双氢青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚等四种青蒿素类药物在太赫兹波段的吸收特性,分别得到它们在0.2～2.7 THz波段的吸收光谱。并对实验结果与现有的指纹谱数据进行了对比分析。结果显示,绝大部分的共振峰与文献[3]中的一致,但峰位和强度略有差异,并且有新的峰位出现。然后,讨论了样品制备和数据处理方法对数据结果的影响,以及分子结构与峰位的关系。并基于此进一步确认了数据的有效性。为进一步研究青蒿素及其衍生物的药性提供参考,并对其无损鉴别、定量定性分析提供了一种快速、有效的检测方法。     

光致各向异性记录介质偏振全息图的透射矩阵

在给定参、物光波的偏振态和位相差关系以后,用光致各向异性介质记录的偏振全息图的光学常数分布被确定。这样,可以把偏振全息图看作是一种复杂的偏振元件。按照偏振元件的矩阵理论,可以求出偏振全息     

全息干涉法在表面封装组件质量检测中的应用

利用二次曝光全息干涉技术对表面封装组件(SMA)在功率循环中的离面变形场进行了测试.为解决从器件边缘到印制电路板(PCB)间干涉条纹级次的不连续问题,实验中采用了"搭桥"技术来处理表面封装器件(SMD)和PCB的变形失配;此外,全息干涉技术还被用于一个实际产品(硬盘驱动器)的无损在线检测.结果表明:模塑J引线封装体(PLCC)和PCB由于中心热源及材料的热膨胀系数差而导致离面弯曲变形;沿器件边缘,引线和焊点经历了非共面的离面变形;通过正常硬盘驱动电路板和失效板的干涉条纹数量的对比,能快速简捷地检测板的质量.全息干涉测量法在微电子技术可靠性分析领域有广泛的应用前景.     

红外热波无损检测中材料表面下缺陷类型识别的有限元模拟及分析

鉴于红外热波无损检测中被检测物的形状、尺寸、材料和缺陷类型的不同，为给红外热波无损检测提供前期实验结果的预演，利用大型有限元分析软件ANSYS选择3种热特性差异较大的均匀材料，设计了三维模型。利用软件的前处理器和通用后处理器，绘出不同时刻模型表面的温度场分布，以此确定温度分布材料缺陷的类型。通过对模拟数据进行分析，绘出不同缺陷的温度变化曲线。根据曲线斜率的不同，可定性确定缺陷的类型。模拟结果说明：大型有限元分析软件ANSYS可用于红外热波无损检测实验过程的模拟,模拟结果与实验结果相符。该方法可用于其他不同缺陷类型的模拟及定量识别。     

被动式人体太赫兹图像中的目标辅助识别

提出一种被动式人体太赫兹安检仪的图像目标标注方法,用于辅助识别被安检人员隐藏携带的违禁物品。分析了探测器中心频率为0.1THz的被动式太赫兹人体安检仪图像特点,根据其特点进行图像增强、分割、轮廓提取等处理,进而实现图像中的目标检测,将其目标位置映射在同场景同时间采集的可见光图像上。实验结果表明,该方法可以有效地提取并标示可疑目标,帮助快速发现衣物下的隐匿物品,提高太赫兹安检仪的实用性。     

基于人工复合材料的太赫兹波双波段滤波

本文分别从实验和理论模拟两方面详细的讨论了金属双环和反双环两种亚波长阵列结构在太赫兹波段的双频率响应特性. 这两种双环结构都可以实现双频率调制,金属双环结构表现为两个明显的吸收峰,反双环结构则表现出明显的透过峰. 这两种结构不仅在物理结构上互补,在太赫兹波段的响应也表现为吸收和透过互补的特性. 其中高频响应来源于内环电子振荡,低频影响则来源于外环电子振荡,并且这种结构在太赫兹波段的响应与周期无关. 关键词： 太赫兹 滤波器 亚波长阵列 FDTD     

血凝素蛋白及抗体相互作用的太赫兹光谱主成分分析

采用太赫兹时域光谱系统, 测量了7种不同浓度的血凝素蛋白及其与特异性抗体、无关抗体对照组反应的透射光谱, 采用光谱预处理及主成分分析法, 对多个太赫兹光谱参数进行分析. 结果显示, 主成分分析在数据降维的同时, 可以突出数据的主要变化趋势; 在原始变量相关性一致的条件下, 约化吸收截面与血凝素蛋白浓度之间表现出最强的相关性, 而介电损耗角正切值更适合于对血凝素蛋白-抗体复合物的聚类效果进行定性分析. 该研究表明主成分分析法对于太赫兹生物光谱的分析及进一步研究蛋白质的结构和功能具有重要的指导意义.     

低温液态水的太赫兹吸收特性研究

太赫兹波的光子能量只有毫电子伏特,远低于各种化学键的键能,因此不会和生物组织发生有害的电离反应;另一方面,由于大部分生物分子转动和振动所具有的特征能量都在太赫兹范围内,所以利用太赫兹波可以对生物分子进行识别。水是生物环境中最重要的液体,生物分子与液态水之间的相互作用决定了其生物活性,因此研究液态水的太赫兹特性就显得十分重要。水作为极性液体,其中的偶极分子-偶极分子间的相互作用和极性分子间的氢键会对太赫兹波产生较大的吸收作用,这就使利用太赫兹技术研究液体环境下的生物分子动力学特性变得相当困难。微流控技术通过改变微流控芯片中液体通道的深度来控制液体样品的厚度,以减少太赫兹波与液体样品的作用距离,从而使水对太赫兹波的吸收大幅减小。利用对太赫兹波的透过率高达95%的Zeonor 1420R材料和双面胶制作了可重复性使用的夹心式微流控芯片,芯片上液体通道的长度、宽度、深度分别为2 cm,5 mm和50 μm。另外,设计制作了一个制冷系统,由制冷片、散热模块、温度传感器、保温箱和温度控制器构成,该制冷系统可以对保温箱的内部环境制冷并在一定程度上保持恒温。在实验过程中,将注满水的微流控芯片置于保温箱中,利用制冷系统对微流控芯片中的水进行制冷处理,从8～-3 ℃每隔1 ℃进行一次太赫兹透射测量,通过对实验数据的分析,发现随着温度降低,水的太赫兹透过率不断增大,说明水对太赫兹波的吸收随着温度的降低而降低。此结果为将来在不同低温环境下利用微流控技术研究液体样品的太赫兹吸收特性打下了基础,为太赫兹在生物领域的应用与发展提供了技术支持。