為解決已有太赫茲（THz）表征系統(tǒng)對樣品性質(zhì)表征不夠全面的問題,搭建了基于硒化鎵（GaSe）晶體的寬譜THz系統(tǒng),利用飛秒脈沖激光泵浦GaSe晶體,產(chǎn)生頻譜范圍為10～20THz的寬譜THz波。搭建了邁克耳孫干涉儀對THz瞬態(tài)電場進行非相干表征,用該系統(tǒng)測量了尿嘧啶等三種生物樣品的高頻吸收譜,并通過密度泛函理論對生物分子的振動、轉(zhuǎn)動情況進行了理論分析。測量結(jié)果與理論結(jié)果相吻合,證明了該系統(tǒng)可快速獲取樣品的高頻信息,彌補了傳統(tǒng)THz光譜系統(tǒng)在高頻波段的信息缺失,為搭建高頻THz時域光譜系統(tǒng)打下堅實的基礎(chǔ)。 

【文章來源】：激光與光電子學進展. 2020,57(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

基于GaSe晶體的寬譜THz系統(tǒng)

圖2(a）為利用高萊探測器收集到的THz電場的自相關(guān)信號，信號中間的主峰是干涉的主信號，旁邊振動的小峰并不是系統(tǒng)的噪聲，而是干涉信號的一部分。圖2(b）為將圖2(a）進行傅里葉變換后得到的THz光譜，太赫茲的頻譜范圍是10～20THz。可以發(fā)現(xiàn)，光譜中存在明顯的吸收峰，其中18.2THz附近的吸收峰是由于分束器硅片的吸收造成的[14-15]，其他的吸收峰是由于實驗系統(tǒng)并未放置在完全干燥的環(huán)境中，水蒸氣帶來的吸收[16]。為了表征系統(tǒng)的性能，將系統(tǒng)的信噪比定義為

通過對比參考和樣品的透過譜，可以得到樣品的吸收系數(shù)譜線[22]式中，Iref（ω）為參考基底的吸收譜，Isam（ω）為含有樣品信息的吸收譜。實驗獲得的三種樣品的吸收譜，如圖4中實線所示。為驗證實驗結(jié)果的可靠性，利用高斯09軟件的DFT工具包進行了模擬，結(jié)果如圖4中虛線所示。圖4(a）、圖4(b）、圖4(c）分別為尿嘧啶、5-溴尿嘧啶和胸腺嘧啶的吸收光譜，可以看出，在10～20THz范圍內(nèi)，三種樣品都具有明顯的吸收峰，尿嘧啶吸收峰值對應(yīng)頻率的實驗結(jié)果為12.82、13.06、16.31、16.87THz,5-溴尿嘧啶吸收峰值對應(yīng)頻率的實驗結(jié)果為12.54、13.33、16.33THz，胸腺嘧啶吸收峰值對應(yīng)頻率的實驗結(jié)果為12.63、12.98、14.21、16.77THz。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3502165