發(fā)布時間：2021-01-13 06:37

　　太赫茲（THz）波的光子能量是x射線的光子能量的百萬分之一,因此對于生物分子結構的破壞性幾乎可以忽略不計。超材料是一種人工構造的電磁材料或結構,具有天然材料所沒有的特殊物理性質。超材料的出現(xiàn)為太赫茲器件研發(fā)提供了新的思路,基于超材料的太赫茲傳感器為太赫茲技術在生物醫(yī)學領域的應用帶來了希望的曙光。超材料太赫茲傳感器是一種無標記親和型傳感器,它對表面介電環(huán)境的變化特別敏感,因此可用于蛋白質分子、人體組織及藥品反應過程等方面的檢測。本文運用超材料太赫茲生物傳感器對牛血清蛋白濃度分析、宮頸癌組織與正常組織的區(qū)分以及肝癌細胞與抗癌藥物的反應過程檢測等三個方面進行了研究,具體內容如下:1.研究了超材料太赫茲生物傳感器的相關理論、制作工藝、設計方法及性能指標,設計了基于四個同頻率諧振器的超材料太赫茲傳感器及“E”字型超材料太赫茲傳感器,并針對其傳感性能進行了分析。2.設計并制作了具有四個同頻率諧振器的超材料太赫茲傳感器,通過在單元結構中激發(fā)四個同步LC振蕩來實現(xiàn)高靈敏度。使用有限積分方法（FIT）研究幾何結構對傳感器共振頻率的影響,并且模擬的靈敏度為每個折射率單位（RIU）85GHz。在使用表面微加... 

【文章來源】：桂林電子科技大學廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

太赫茲波在電磁波譜中具體的位置

Xu 等人將金納米粒子引入到太赫茲超材料傳感器中以提高靈敏度用于檢測蛋質。在最近的工作中，基于混合 SRR 的太赫茲生物傳感器用于檢測病毒[31]并監(jiān)測血清白蛋白(BSA)與藥物的反應[32]。然而，這些傳感器中的許多傳感器在單元結構僅具有一個諧振器，并且它們的靈敏度或可測量范圍仍然不能滿足許多實際應用的求。基于此，我們在前人研究的基礎上，重新設計了兩種高靈敏度多諧振器的超材太赫茲傳感器，根據傳感器各自的優(yōu)點，用于檢測不同類別的樣品。§1.3 太赫茲時域光譜系統(tǒng)簡介隨著太赫茲技術的快速發(fā)展，有三種太赫茲技術是經常被使用到的，分別是時分辨光譜技術、太赫茲發(fā)射光譜技術、太赫茲時域光譜技術。其中太赫茲時域光譜術是目前涉及領域最多，發(fā)展最快的技術。太赫茲光譜技術屬于相干檢測技術的一種可同時獲得太赫茲信號中的振幅和相位信息，并且可以通過對時域光譜進行傅里葉換直接得到樣品的折射率和吸收系數(shù)，而不需要做其他的復雜處理與計算。本文的驗所使用的實驗裝置就是基于太赫茲時域光譜技術的 THz TDS 系統(tǒng)（Zomega Co產品），實驗裝置的示意圖如圖 1-2 所示。

圖 2-1 廣義折射定理推導光路圖2 年提出了多次反射干涉[35]定理。圖 2-2 為其原圖 2-2 多次反射干涉示意圖，當 THz 波入射至超材料器件的表面時，反射

【參考文獻】：
期刊論文
[1]太赫茲人工電磁媒質研究進展[J]. 鮑迪,沈曉鵬,崔鐵軍.  物理學報. 2015(22)
[2]太赫茲波段超材料在生物傳感器的應用研究進展[J]. 閆昕,張興坊,梁蘭菊,姚建銓.  光譜學與光譜分析. 2014(09)
[3]面向航空航天應用的太赫茲真空電子學源[J]. 劉永強,杜朝海,劉濮鯤.  空間電子技術. 2013(04)
[4]太赫茲科學與技術[J]. 牧凱軍,張振偉,張存林.  中國電子科學研究院學報. 2009(03)

碩士論文
[1]基于超表面（Metasurface）的太赫茲傳感器及其在生物醫(yī)學領域的應用研究[D]. 郭恩澤.桂林電子科技大學 2017



本文編號：2974402