太赫兹近场显微技术研究进展

太赫兹是电磁频谱上还未被完全开发利用的频段,但太赫兹谱学成像技术在材料科学和器件测试等方面已展现出重要应用价值。然而受远场衍射极限限制,该频段难以聚焦于纳米、原子尺度的新材料和微纳器件中,极大阻碍了太赫兹科学的发展与技术应用。为提高成像分辨率,使其成为材料科学等交叉领域强大的研究工具,近年诞生了太赫兹耦合的近场显微技术,实现了纳米到埃米量级的空间分辨。本文综述了太赫兹耦合的近场显微技术,包括扫描近场显微镜和扫描隧道显微镜各自的发展历程和应用实例,并探讨了太赫兹近场显微技术的未来机遇和挑战。     

太赫兹光谱成像龋齿检测

龋齿是一种广泛存在的慢性传染病,如果不及时采取治疗措施,可能会引发一系列口腔和人体健康问题,因此龋齿的早期筛查和治疗后的恢复跟踪诊疗非常重要.太赫兹电磁波对牙齿拥有较强的穿透性和非电离辐射,使其成为未来龋齿早筛的重要潜在手段之一.本文使用太赫兹时域光谱成像分析仪对含有龋病的牙齿切片进行了二维太赫兹脉冲透射扫描成像.实验结果表明：由于牙齿中不同组织对太赫兹脉冲的响应不同,该技术可有效对牙釉质、牙本质和牙釉质龋进行区分和检测;采用频域成像分析,也可对牙本质龋进行检测.太赫兹谱学成像技术可为龋齿早期筛查提供一种无电离辐射、非接触、高可靠性的新手段.     

铌酸锂强场太赫兹非线性时域光谱系统

强场太赫兹（THz）时域光谱技术在强场THz科学技术与应用中具有重要作用，材料、物理、化学、生物等领域诸多涉及强场THz与物质强非线性相互作用的研究都离不开强场THz时域光谱技术。然而，受限于高效率、高光束质量、高稳定性、高重复频率强场THz辐射源的性能，强场THz时域非线性光谱技术发展缓慢。针对强场THz非线性光谱技术及其潜在应用中存在的难题与挑战，在商用kHz钛宝石激光器的驱动下，笔者设计并实现了一套基于铌酸锂倾斜波前技术产生强场THz的高度集成化时域光谱系统。在3 mJ激光能量泵浦下，利用该系统在室温下实现了单脉冲能量为6.5μJ、峰值场强约为350 kV/cm的THz强场产生，该系统具备强场THz非线性光谱测试、THz泵浦-THz探测、光泵浦-THz探测、THz发射谱测量等多种超快时间分辨测量功能，是研究强场THz非线性效应的有效实验手段。