太赫茲時域光譜技術(shù)在塑料研究中的應(yīng)用.pdf

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1、，2o煮甏期ENG工INEER程INGP塑LAST料ICSA應(yīng)PPLIC用ATIONVoM1．4at1．，N2OO1．3doi：lO．3969~．issn．1001-3539．2013．03．026太赫茲時域光譜技術(shù)在塑料研究中的應(yīng)用韓建龍，邱桂花，張瑞蓉，劉忠剛，黃成亮，于名訊(中國兵器工業(yè)集團第五三研究所，濟南250031)摘要：簡要介紹了太赫茲波時域光譜系統(tǒng)，綜述了太赫茲波時域光譜技術(shù)在塑料分子結(jié)構(gòu)的研究、塑料生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和塑料制品的無損檢測等方面的應(yīng)用，最后對太赫茲時域光譜技術(shù)在塑料研究中存在的問題和發(fā)展前景進行了分析。關(guān)鍵詞：太赫茲；時域

2、光譜；分子結(jié)構(gòu)；實時監(jiān)控；無損檢測中圖分類號：TQ320．77文獻標識碼：A文章編號：1001—3539(2013)03—0120—04ApplicationsofTerahertzTime-DomainSpectroscopyTechnologyonPlasticsResearchHanJianlong，QiuGuihua，ZhangRuirong，LiuZhonggang，HuangChengliang，YuMingxun(CNGCInstitute53，Jinan25003lChina)Abstract：Terahertztime—domainsp

3、ectroscopysystemwasmainlyintroduced，andthenapplicationsofterahertztime—domainspectroscopytechnologyonfieldsofplasticsmolecularstructureresearch，real—timemonitoringofplasticsproductionandnon—destructivetestingforplasticpartsweresummarized．Atlast，existingproblemsanddevelopmentprosp

4、ectofterahertztime—domainspectroscopytechnologyinplasticsresearchwereanalyzed．Keywords：terahertz；time—domainspectroscopy；molecularstructure；real—timemonitoring；non—destructivetesting太赫茲波指頻率在0．110THz(1THz=1012Hz)的引入新思路新方法具有重要意義。電磁波，位于紅外和微波之間，處于宏觀電子學(xué)向微觀光子1太赫茲時域光譜系統(tǒng)學(xué)的過渡階段『]】，其長波段方向與

5、毫米波(亞毫米波)相重太赫茲時域光譜系統(tǒng)(THz-TDS)是基于相干探測的太合，而在短波方向與紅外波相重合，在電磁波譜中占有很特赫茲波產(chǎn)生與探測系統(tǒng)。太赫茲波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的太赫茲殊的位置，因此太赫茲波研究即不完全適用經(jīng)典理論也不完脈沖透過樣品或在樣品表面發(fā)生反射，其電場強度會隨時間全適用量子理論【2]。太赫茲波輻射表現(xiàn)出一系列不同于其變化，太赫茲波探測裝置能同時獲得太赫茲脈沖的振幅信息它電磁輻射的特殊性質(zhì)：穿透能力強、光子能量低、可得到和相位信息，通過對時間波形進行傅里葉變換得到太赫茲脈高分辨率的清晰圖像、可進行時間分辨的光譜測量等]。近沖的頻譜[10-

6、111，對其頻譜進行分析和處理，可獲得被測樣品十幾年來，超快激光技術(shù)和半導(dǎo)體材料科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)的吸收系數(shù)、折射率和介電常數(shù)等信息112-13]~太赫茲時域光展，為太赫茲脈沖的產(chǎn)生提供了穩(wěn)定可靠的激發(fā)光源，極譜技術(shù)有較大的帶寬和很高的信噪比，與傳統(tǒng)的探測技術(shù)相大地促進了太赫茲波檢測、成像及應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。隨著太比其靈敏度更高，能夠進行皮秒量級的時間分辨測量。赫茲技術(shù)的迅速發(fā)展，太赫茲時域光譜技術(shù)在軍事、通訊、醫(yī)典型的THz-TDS如圖1所示。它主要由飛秒激光器、學(xué)和生物等各領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用]，太赫茲時域光譜技太赫茲產(chǎn)生裝置、太赫茲探測裝置、時間延遲裝

7、置和數(shù)據(jù)采術(shù)在塑料研究中也得到了越來越多的應(yīng)用。集與信號處理裝置組成。近年來，在塑料的研究中，太赫茲時域光譜技術(shù)主要用在THz-TDS中最常用的飛秒激光器是鈦藍寶石激光來研究塑料的分子結(jié)構(gòu)、塑料生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和塑料制器，它能產(chǎn)生中心波長為800nm、脈寬為100fs的飛秒脈品的無損檢測，另外，還有人利用太赫茲時域光譜技術(shù)研究沖激光。飛秒脈沖激光經(jīng)過分光鏡后被分為泵浦光和探測了高結(jié)晶度高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度州。隨著科學(xué)光，泵浦光經(jīng)過時間延遲裝置后射向光導(dǎo)天線激發(fā)太赫茲脈技術(shù)的迅速發(fā)展，太赫茲時域光譜技術(shù)在塑料研究中的應(yīng)用沖，經(jīng)離軸拋物面鏡準直后聚焦

8、樣品上，透過樣品或在樣品必然會對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的檢測體系帶來新的挑戰(zhàn)。表面