基于太赫兹时域光谱技术的氨气浓度检测与分析研究
基于可调谐激光器的氨气近红外光声光谱检测技术研究的开题报告
基于可调谐激光器的氨气近红外光声光谱检测技术研究的开题报告一、选题背景和研究意义光声光谱技术是一种联合光学和声学技术的光谱分析方法,该技术主要利用激光脉冲的光热效应,产生声波信号来探测样品中所含物质的振动和转动状态,并通过获得的声波信号,实现对样品组成的准确分析和检测。
近年来,氨气污染问题日益引起人们的重视和关注。
氨气在农业生产、工业生产和家庭环境等多个领域中广泛存在,如果排放量过高,其不仅会对环境带来一定的破坏,而且会对人体健康产生危害。
因此,对氨气污染进行准确、快速和实时的监测,具有广泛的应用前景和社会意义。
近红外光声光谱技术是一种新型的气体成分分析技术,在实时性、精度及准确性等方面具有优势。
本文将探索基于可调谐激光器的氨气近红外光声光谱检测技术,旨在提高氨气监测的可靠性和精度,为氨气的实时检测提供一种新的思路和方法。
二、研究内容和目标(1) 基于气体动力学原理,建立氨气的声学模型和数学模型。
(2) 利用可调谐激光器产生近红外光谱,采用声光光谱技术获取氨气的谱图。
(3) 利用数据拟合算法对氨气的光谱进行分析,实现其浓度的定量测量。
(4) 设计和制作氨气近红外光声光谱检测系统。
(5) 对气体成分进行实验验证,进行数据统计和分析。
(6) 对研究成果进行评价和总结,提出下一步的研究方向和目标。
本研究旨在研究和开发基于可调谐激光器的氨气近红外光声光谱检测技术,探索一种新型的气体监测方法,提高氨气检测的精度和实时性,从而为环境保护和人民健康提供有效的保障。
三、研究方法和技术路线(1) 设计和制作氨气光声光谱检测系统,包括激光器、探头、声学传感器等。
(2) 建立氨气的声学模型和数学模型,探究其声波信号特点及相应声学参数。
(3) 实验采集氨气的近红外光声光谱数据,采用数据拟合算法进行谱线分析。
(4) 根据实验数据建立氨气的定量分析模型,实现氨气的实时浓度测量。
(5) 对气体成分进行实验验证,统计和分析数据,优化系统参数和算法。
基于太赫兹时域光谱技术的生物分子鉴别及相互作用研究
基于太赫兹时域光谱技术的生物分子鉴别及相互作用研究太赫兹波(Terahertz wave,THz)是指频率介于0.1-10THz之间的电磁辐射,处于电子学到光子学的过渡区域。
作为光谱测量技术的一个重要手段,太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术展现出独特的优势。
太赫兹技术为生物学、物理学、化学等诸多学科的发展提供了新的研究手段。
太赫兹波技术在林业科学相关研究、食品质量安全、医学检测及诊断、爆炸物检测、太赫兹通信、有机生物分子探测、天文遥感等方面都很好的应用前景。
太赫兹时域光谱技术可同时测量电场的相位和幅度,经傅里叶变换,样本材料在该波段的吸收系数、折射率以及复介电常数等参数都可以获得。
太赫兹电磁波谱与有机物及生物分子(如DNA、RNA、蛋白质等)的转动和振动能量对应,是研究生物分子和有机物方面非常有效的工具。
太赫兹辐射光子能量非常低,在进行生物检测时不会造成生物电离;同时太赫兹波属于远红外和毫米波范畴,具有低散射的特点。
以上优点使太赫兹做生物检测时具有天然的优势。
本文在国家973计划“活细胞的太赫兹波无标记检测技术基础研究”(2015CB755401),国家自然科学基金项目“‘十二五’国家科技支撑计划项目”(2012BAK04B03),重庆市科学技术委员会项目“太赫兹复合材料无损检测成像设备”(cstc2013yykfC00007)的共同资助下,利用太赫兹时域光谱技术鉴别固相生物分子的种类;研究液相生物分子的相互作用;与超材料相结合,鉴别液相生物分子种类;研究液相生物分子间的相互作用。
主要研究内容如下:1、对应用太赫兹光谱技术研究生物分子的研究现状进行了详细梳理与总结;重点介绍了与用THz-TDS技术检测固相样本、液相样本以及液相样本与超材料结合相关的研究成果;对后续章节中实验中用到的样品制作工艺和实验设备进行描述。
在此基础上,提出本文的主要研究思路和内容。
2、详细说明了不同生物分子样本的制作流程及注意事项;对太赫兹辐射源的工作原理、结构及太赫兹波的探测手段和方法进行介绍;介绍了THz-TDS系统的工作原理及结构;重点讨论了透射式THz-TDS技术的原理和系统结构以及提取材料参数的理论依据和方法。
太赫兹时域光谱技术
太赫兹时域光谱技术
近年来,随着科技和研究的发展,越来越多的新技术被用来探究
自然本质。
其中一种技术就是太赫兹时域光谱技术,它是一种利用电
磁波测量物体或物质的方法。
这种技术可以用来研究大气层,检测土
壤或水的污染,甚至用于医学诊断。
太赫兹时域光谱技术非常有用,它可以快速直接测量物体或物质
的吸收速率,比传统方法更加精确。
太赫兹时域光谱技术可以用来准
确无误地检测出水污染物,例如重金属,土壤中的有机物等等。
太赫兹时域光谱技术也可以用于航空航天,例如用它来测量大气
振动和密度变化,以便于精准导航。
此外,它还可以用来研究太空中
的尘埃和放射性粒子,为宇宙空间的探索和开发提供有价值的信息。
太赫兹时域光谱技术还可用于医学检测,可以用来测量尿液和血
液样本中的吸收特性,获取更多有用的医学诊断信息。
此外,这项技
术还可以用于监测血管中血液流动的速度,以便识别心脏病的信号。
通过太赫兹时域光谱技术的开发,不仅可以满足在自然环境中探
究物质本质的需求,而且可以帮助改善我们的医疗技术。
它可能会成
为一种发掘令人惊奇的科学进展的重要工具,开创出更多的科学极限,使我们对一切的理解更深入。
浅谈太赫兹光谱技术在气体检测中的应用
浅谈太赫兹光谱技术在气体检测中的应用社会发展带来了严重的环境污染问题,由此催生了对气体检测技术的需求。
在太赫兹波段内,很多环境污染信息吸收特性非常强,基于此运用太赫兹光谱技术对大气污染物中的污染物进行检测具备理论可能。
本文在此針对单一气体、混合气体以及识别同素异形体检测中,如何运用太赫兹光谱技术进行研究,为行业发展提供经验借鉴。
标签:气体检测;太赫兹光谱技术;大气污染引言以往粗犷的经济发展模式,带来了非常严重的环境污染问题,尤以大气污染最为突出。
现阶段,明确的污染大气的成分已逾百余种,主要分为粉尘等气溶胶状的污染物与硫氧化物以及氮氧化合物等。
而人类社会的快速发展,也在持续催生新污染物的产生,进一步加剧了大气污染的程度,催生了检测大气成分的需求。
太赫兹具有很多电磁波并不具有的性质,能够同很多特殊的材料产生相互作用,对于环境和污染物检测作用显著。
对于太赫兹波本身而言,其具有一定的宽带性,单个脉波的频带能够覆盖的范围,可以从几赫兹到几十太赫兹,因此对于分析物质光谱性质非常有利。
除此之外,太赫兹波能够通过气象物质,可以对低浓度极化气体进行探测,进而更好的对污染进行控制,因此在监测气体与保护环境等方面具有非常重要的实践价值。
一、太赫兹光谱技术检测单一气体的应用对于太赫兹光谱而言,其性质非常的独特,在检测气体时所发挥的作用也非常大。
通过运用该技术,可以对很多气体的吸收光谱进行测量,其中包括一些极性气体分子。
针对污染环境的一些气体,如甲醛和硫化氢等,运用太赫兹波段吸收作用非常强,吸收峰特征显著,比较适合运用该技术进行检测和观察。
比如,在新世纪初期,国外学者运用太赫兹光谱技术,对氨水蒸汽分子进行测量,得到了该气体分子的吸收与色散特性,并对其深入分析。
在分子转向光谱分析方面,运用了分子响应理论,并将控制参量设定为分子响应的时间。
通过运用该理论,得出的氨气的吸收与色散谱线,同实验取得的结果基本相符,也验证了运用太赫兹光谱技术检测单一气体的科学性与准确性[1]。
基于太赫兹时域光谱的物质定性鉴别和定量分析方法研究
基于太赫兹时域光谱的物质定性鉴别和定量分析方法研究基于太赫兹时域光谱的物质定性鉴别和定量分析方法研究摘要:太赫兹时域光谱技术是一种新兴的非破坏性检测方法,它在物质定性鉴别和定量分析方面具有广阔的应用前景。
本文通过对太赫兹时域光谱技术的原理、方法和应用进行综述,探讨了太赫兹时域光谱在物质定性鉴别和定量分析中的研究进展,并对其未来的发展方向和挑战进行了展望。
关键词:太赫兹时域光谱、物质定性、定量分析、应用前景引言:太赫兹时域光谱技术是一种基于太赫兹波段的光学技术,其频率位于红外辐射和微波辐射之间,具有很高的穿透能力和物质辨识能力。
近年来,随着太赫兹时域光谱技术的快速发展,其在物质定性鉴别和定量分析方面得到了广泛的应用。
通过对物质分子和晶格的振动模式的特征光谱进行分析,太赫兹时域光谱技术可以实现对物质的定性鉴别和定量分析。
本文旨在系统概述太赫兹时域光谱技术的研究进展,以及其在物质定性鉴别和定量分析中的应用。
一、太赫兹时域光谱技术的原理太赫兹时域光谱技术是利用太赫兹脉冲激光产生的电磁波与物质相互作用的光学检测方法。
太赫兹波段的电磁波与物质之间的相互作用主要是通过物质的吸收谱和折射谱来体现的。
物质在太赫兹波段具有明显的光谱吸收特征,通过测量样品吸收和相位延迟随时间的变化,可以得到样品的太赫兹时域光谱。
太赫兹时域光谱可以提供物质的复折射率和复吸收系数,从而实现物质的定性鉴别和定量分析。
二、太赫兹时域光谱技术的方法太赫兹时域光谱技术主要包括脉冲激发源、探测系统和信号处理系统三个主要组成部分。
脉冲激发源是产生太赫兹脉冲激光的关键部件,目前常用的脉冲激发源有光电探测器、激光光纤等。
探测系统负责测量样品与太赫兹脉冲激光之间的相互作用,目前常用的探测方法有光学探测和电磁探测两种。
信号处理系统负责处理测量得到的太赫兹时域光谱信号,主要包括频率域处理和时间域处理两种方法。
三、太赫兹时域光谱技术在物质定性鉴别中的应用太赫兹时域光谱技术在物质定性鉴别方面具有很高的准确性和可靠性。
太赫兹时域光谱
太赫兹时域光谱引言太赫兹(THz)波段指的是电磁波频率范围在太赫兹赫兹(1 THz = 10^12 Hz)左右的波段。
这一频段的电磁辐射有着许多特殊的性质,因此在许多领域中受到广泛关注和应用。
太赫兹时域光谱是一项重要的技术,用于研究和分析太赫兹波段中的电磁辐射。
原理太赫兹时域光谱技术是一种基于光电探测器的测量技术。
其基本原理是太赫兹辐射与探测器之间的相互作用产生的电流信号被记录下来,从而得到太赫兹波段中的光谱信息。
太赫兹波段的光谱可以提供物质的结构、动力学和电磁特性等方面的信息。
太赫兹时域光谱技术通常使用一种称为太赫兹时域光谱仪的设备进行测量。
该仪器包括一个太赫兹辐射源、一个太赫兹探测器和一个光学系统。
太赫兹辐射源可以是通过激光器产生的太赫兹脉冲,或者是其他太赫兹辐射源。
太赫兹探测器可以是光电探测器,如光电二极管或光电导。
光学系统用于引导和聚焦太赫兹辐射以及收集探测器产生的电流信号。
在测量过程中,太赫兹脉冲被聚焦到待测样品上。
样品中的物质与太赫兹波相互作用,从而改变太赫兹脉冲的传播特性。
探测器记录下样品与太赫兹波相互作用后产生的电流信号。
通过记录一系列不同时间延迟的电流信号,可以得到太赫兹时域光谱。
应用太赫兹时域光谱技术在许多领域中有着广泛的应用。
材料科学太赫兹时域光谱可用于研究材料的光学性质、电磁特性和结构信息。
通过分析太赫兹光谱,可以了解材料中的晶格振动模式、载流子动力学和电磁波-物质相互作用等信息。
这些信息对于开发新型材料和改进材料性能非常重要。
生物医学太赫兹时域光谱技术在生物医学领域中有着广泛的应用潜力。
太赫兹波段的辐射能够透过许多生物组织,包括皮肤、肌肉和骨骼等。
通过分析太赫兹光谱,可以了解生物组织的结构和组成,从而为疾病诊断和治疗提供重要的信息。
安全检测太赫兹时域光谱技术可以用于安全检测领域,如物质探测和成像。
太赫兹辐射可以穿透许多非金属和不透明样品,如纸张、塑料和衣物。
通过分析太赫兹光谱,可以检测到隐藏在这些物体中的化学物质或物理性质的变化,例如爆炸物和药物。
太赫兹时域光谱检测与解析新方法及其在人体组织病变辅助诊断中的应用基础研究
太赫兹时域光谱检测与解析新方法及其在人体组织病变辅助诊断中的应用基础研究太赫兹时域光谱检测与解析技术是一种新兴的光谱分析方法,其在人体组织病变辅助诊断中的应用潜力备受关注。
该技术基于太赫兹波段的电磁辐射,利用快速扫描技术获取物质的时域光谱信息,通过对这些信息的解析,可以实现对物质在太赫兹波段的特征进行分析。
太赫兹波段的电磁辐射处于红外光和微波之间,具有较弱的穿透能力,同时又具备良好的分辨率,因此可以用来研究生物组织的内部结构和成分变化。
本文将介绍太赫兹时域光谱检测与解析技术的基本原理、新方法以及其在人体组织病变辅助诊断中的应用基础研究。
太赫兹时域光谱检测与解析技术的基本原理是通过太赫兹波段电磁波与物质相互作用而产生的能量变化进行分析。
太赫兹波段电磁波的频率范围为0.1-10 THz,对于物质的分子振动模式和晶格振动模式具有较高的响应灵敏度。
太赫兹波段电磁波能够克服红外光波束束缚破裂困难,同时对生物组织的电离影响较小,因此具有广泛的应用前景。
近年来,研究人员提出了一系列太赫兹时域光谱检测与解析的新方法,用于对人体组织病变进行辅助诊断。
其中,一种常用的方法是通过太赫兹反射成像和太赫兹光谱分析,实现对人体皮肤病变的非侵入式检测。
这种方法能够快速获取病变组织的形态结构、活性病变区域的分布情况,并对病变组织的恶性程度进行评估。
另外,还有一些研究提出了通过太赫兹波分散光谱技术对人体组织中的葡萄糖、胆固醇等生物分子进行定量分析。
这种方法可以实现对人体内部物质代谢过程的实时监测,对于糖尿病等代谢性疾病的诊断与治疗具有重要的意义。
在人体组织病变辅助诊断方面,太赫兹时域光谱检测与解析技术还存在一些挑战。
首先,由于太赫兹波段的电磁辐射对水分子有着很强的吸收作用,因此在对水分很高的生物组织进行研究时,需要对太赫兹波段的信号进行校正和补偿。
其次,太赫兹波段的穿透能力有限,对于深层组织的检测有一定的限制。
此外,由于太赫兹波段电磁辐射对生物组织的损伤作用仍然存在争议,需要进一步的研究来评价其安全性。
物理实验技术使用中的太赫兹光谱测试与分析方法
物理实验技术使用中的太赫兹光谱测试与分析方法太赫兹光谱技术作为一个相对较新的实验方法,在物理研究领域中扮演着重要的角色。
太赫兹光谱测试与分析方法的应用在材料科学、生物医学、化学和物理等多个领域具有巨大的潜力。
太赫兹光谱是在电磁波谱的中频区域(介于红外线和微波之间)的一种光谱。
它的特点在于其低能量、非离子辐射,因此对材料和生物体具有很好的穿透力。
太赫兹光谱技术可以用来研究材料的结构、性质以及相互作用。
在实验中,太赫兹光谱测试仪器是关键。
它通常由激光器、探测器和样品舱等组成。
其中,激光器发射太赫兹脉冲,探测器接收并测量光信号的强度,样品舱则用于容纳待测样品。
激光器在红外光谱和微波光谱之间的中频区域发射的光,被称为太赫兹脉冲。
这种脉冲的频率范围通常从几百兆赫兹到几太赫兹。
太赫兹光谱测试的关键问题是如何获得高质量的光谱数据。
在实验中,常用的方法是将待测样品放置在样品舱中,然后在太赫兹激光器和探测器之间引入一个光学路径。
待测样品对太赫兹脉冲的吸收、散射或反射会引起光强度的变化,从而产生光谱信号。
探测器就是负责测量和记录这些信号的仪器。
在太赫兹光谱测试过程中,分析方法也是至关重要的。
有几种常用的分析方法可用于处理太赫兹光谱数据,包括时间域分析和频域分析。
时间域分析通常是指通过对光强信号的时间变化进行分析来研究样品的动力学特性。
频域分析则是通过对光强信号的频率和振幅进行分析来研究材料的结构和性质。
在时间域分析中,常用的方法是时域反射光谱法。
这种方法通过测量太赫兹脉冲的反射信号来获得样品的光谱信息。
通过对信号的时间延迟进行分析,可以确定样品中的各种元件和过程,如晶格振动、电子振动等。
时间域分析方法可以提供高时空分辨率的光谱数据。
在频域分析中,常用的方法是傅里叶变换红外光谱(FTIR)。
这种方法通过将太赫兹光谱信号进行傅里叶变换,将其转换为频谱信息。
频域分析可以提供样品的频率信息,从而揭示材料的振动模式、能带结构等性质。
食品检测中太赫兹时域光谱技术的应用
检测认证食品检测中太赫兹时域光谱技术的应用■ 肖 敏 丁 燕 魏彦梅 韩立群(临汾职业技术学院)摘 要:在当今的食品检测过程中,太赫兹时域光谱技术发挥着至关重要的作用。
为实现此项技术的良好应用,本文特以红薯淀粉中的明矾添加剂检测为例,对太赫兹时域光谱技术的具体应用进行分析。
希望通过本次的分析,可以为太赫兹时域光谱技术的应用与食品检测质量的提升提供一定参考。
关键词:太赫兹时域光谱技术,食品检测,原理DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2023.16.027Application of Terahertz Time Domain Spectroscopy in Food DetectionXIAO Min DING Yan WEI Yan-mei HAN Li-qun(Linfen V ocational and Technical College)Abstract:Terahertz time-domain spectroscopy plays a vital role in the food detection process today. In order to realize the good application of this technique, this paper takes the detection of alum additive in sweet potato starch as an example to analyze the specifi c application of THz time-domain spectrum technique. It is expected that this analysis can provide some reference for the application of THz time-domain spectrum technology and the improvement of food detection quality.Keywords: terahertz time domain spectrum technology, food detection, principle在通过太赫兹时域光谱技术进行食品检测的过程中,相关单位和技术人员一定要明确此项技术的主要原理,然后以此为依据,通过合理的方式来进行食品检测。
浅论食品检测中太赫兹时域光谱技术的应用
浅论食品检测中太赫兹时域光谱技术的应用摘要:食品安全一直是人们关注的重要问题,而食品检测技术在确保食品安全方面起着至关重要的作用。
近年来,太赫兹时域光谱技术作为一种新兴的非破坏性检测手段,已被广泛应用于食品检测领域。
该技术以其高分辨率、快速便捷的特点,能够有效检测食品中的成分、结构及质量等关键指标,提供了一种可靠、准确的分析方法。
本文将对太赫兹时域光谱技术在食品检测中的应用进行浅论,总结其在食品安全领域的潜力与前景,为进一步推动食品检测技术的发展提供参考。
关键词:食品检测;太赫兹时域光谱技术;应用太赫兹时域光谱技术是一种非侵入性、无辐射、高精度的食品检测方法。
它利用太赫兹波段的电磁波与物质之间的相互作用,可以对食品的成分、结构和质量进行准确测量。
该技术在食品工业中广泛应用,包括检测食品中的添加剂、污染物和农药残留等有害物质,同时也可以评估食品的新鲜度和熟化程度。
太赫兹时域光谱技术具有快速、无损、高灵敏度等优势,为食品安全监测提供了新途径。
1.太赫兹时域光谱技术的概述太赫兹时域光谱技术是一种通过探测物质在太赫兹频率范围内的电磁波来分析其结构、成分和性质的技术。
太赫兹频率位于微波和红外之间,介于0.1到10太赫兹(THz)之间,具有较强的穿透能力和高灵敏度。
太赫兹波具有许多特点,比如能够穿透非金属材料、不损伤生物样品、对水和有机物有很好的吸收能力等。
这使得太赫兹时域光谱技术在各个领域具有广泛的应用潜力,尤其在材料科学、生物医学、食品安全等方面[1]。
太赫兹时域光谱技术通过发射和接收太赫兹脉冲来测量物质对太赫兹光的吸收、散射和透射特性,并根据这些特性来分析物质的性质和组成。
与传统的光谱技术相比,太赫兹时域光谱具有更高的分辨率和更快的数据采集速度,可以提供更详细和准确的信息。
总之,太赫兹时域光谱技术作为一种新兴的光谱分析手段,具有广泛的应用前景和研究价值,在各个领域的物质分析、表征和检测中发挥着重要作用。
基于气体特征吸收谱线的太赫兹时域光谱仪频率校准
基于气体特征吸收谱线的太赫兹时域光谱仪频率校准孙青;邓玉强;于靖;徐涛;陈庆俊【摘要】提出一种基于气体特征吸收谱线的太赫兹时域光谱仪(THz-TDS)的频率校准方法.通过将THz-TDS测量结果与CO在THz波段的特征吸收谱线标准数据进行比较,对THz-TDS光学延时线运动速度控制不精确造成的光谱测量线性误差进行了修正,从而实现了THz-TDS的频率校准,修正后的THz-TDS频率测量平均误差为3.1 GHz.%We presented a technique for frequency calibration of terahertz time-domain spectrometers (THz-TDS) using absorption lines of carbon monoxide (CO). By comparing the peak positions of absorption lines between measured results and standard data, the linearity error caused by the optical delay line was modified so as to achieve the frequency calibration. After modifying, the mean error of the peak positions measured by our THz-TDS was 3. 1 GHz. The results show that CO is suitable for frequency calibration of THz-TDS.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2012(033)003【总页数】4页(P554-557)【关键词】太赫兹时域光谱;频率校准;特征吸收谱线;一氧化碳【作者】孙青;邓玉强;于靖;徐涛;陈庆俊【作者单位】中国计量科学研究院光学所,北京100013;中国计量科学研究院光学所,北京100013;中国计量科学研究院光学所,北京100013;中国计量科学研究院光学所,北京100013;北京市出入境检验检疫局,北京100026【正文语种】中文【中图分类】TN202引言太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)技术在过去十几年内迅速发展,成为光谱分析领域的一种重要手段。
太赫兹时域光谱_气体和自由基检测新方法
太赫兹时域光谱——气体和自由基检测新方法葛敏赵红卫张兆霞朱红平王文锋(中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800)关键词:太赫兹,时域光谱,自由基太赫兹(THz)辐射是指频率在0.1~10THz(波长在30ìm ~3mm)之间的电磁波,其波段位于微波和红外光之间。
在相当长的时间里,由于缺乏有效的产生和检测方法,使人们对该波段辐射性质的认识非常有限,以致被称为电磁波谱中THz空隙。
近十几年来,超快激光技术的迅速发展,为THz脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源,使THz辐射技术和应用研究得到蓬勃发展。
20世纪90年代发展起来的THz-TDS是基于飞秒超快激光技术的THz波段光谱测量新技术[1,2,3]。
它利用物质对THz频带的不同特征吸收谱分析研究物质成分、结构及其相互作用关系。
THz-TDS装置是将来自超快激光器的具有皮秒脉宽的激光脉冲分为两路,一路作为泵浦光,激发太赫兹发射元件产生太赫兹波。
另一路作为探测光与太赫兹脉冲汇合后共线通过太赫兹探测元件。
通过延迟装置改变探测光与泵浦光之间的光程差,使探测光在不同的时刻对太赫兹脉冲的电场强度进行取样测量,最后获得太赫兹脉冲电场强度的时间波形。
通过对测量频谱的分析和处理,可以同时得到被测样品的吸收和色散光谱[4],另外还可以获得物质的折射率、介电常数、吸收系数和载流子浓度等参数。
THz脉冲峰值功率很高,脉宽在皮秒量级,能方便地进行时间分辨研究,并通过取样测量技术有效地抑制背景辐射的干扰,辐射强度测量的信噪比大于1010。
通常气体分子的全部或部分转动光谱都位于远红外区,连续的THz波谱在气体光谱学研究中具有独到之处,能直接测定分子的转动光谱,宽带的THz-TDS脉冲检测可同时测定混合气体中不同成份的吸收、测定化学组成和浓度。
Harde[5]和 Mittleman[6]等通过对CH3Cl、H2O 等气体分子THz光谱特性分析,对它们的瞬态振动结构和热力学特性进行了解析。
太赫兹时域光谱的药物多组分同时定量测定
太赫兹时域光谱的药物多组分同时定量测定
太赫兹时域光谱(THz-TDS)是一种新兴的非接触式光谱测量技术,具有亚皮秒的врем分辨率和高频段的检测能力。
在药
物研究领域中,THz-TDS被广泛应用于药物多组分同时定量
测定。
本文将介绍THz-TDS在药物多组分同时定量测定方面
的原理及方法。
THz-TDS测量原理基于太赫兹电磁波在物质中传播时,被物
质吸收和反射。
因此,物质的太赫兹光谱可以用来确定分子的结构、化学键等信息。
THz-TDS技术通过扫描太赫兹波长,
可以获取样品的全波谱信息,从而实现药物多组分同时的定量测定。
药物多组分同时定量测定的方法是将药物制成固态或液态样品,在THz-TDS系统中进行扫描测量,然后使用化学计量学模型
对测得的谱图进行处理,从而得到各组分的含量。
在实际测量过程中,药物样品需制备成均匀、干燥的片状,并确保不含有对THz波长的吸收峰,才能保证测量的准确性。
因此,样品制备的过程十分重要。
在进行THz-TDS测量时,需要在测量前对仪器进行校准。
通常,使用空气、水和PVC等参考物质进行校准。
校准后,通
过扫描太赫兹波谱,得到药物样品的吸收光谱,然后使用主成分分析(PCA)和偏最小二乘回归(PLS)等化学计量学模型
进行定量分析。
总之,THz-TDS技术具有分析速度快、无需样品处理、不破坏样品等优点,是一种非常有效的药物多组分同时定量测定方法。
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基于太赫兹时域光谱技术的氨气浓度检测与分析研究
太赫兹时域光谱检测技术(THz-TDS)以其光谱范围宽、信噪比极高、可以反映物质内部分子结构和对部分物质的穿透性而成为当前检测技术的研究热点。
因此,利用THz-TDS检测技术测量气体,可以得到气体的更多信息,并且检测灵敏度高。
本文利用THz-TDS技术,研究在常温常压下氨气的定量检测。
分析朗伯-比尔定律中各个参量与浓度解调误差之间的理论关系,选择2mm厚聚四氟乙烯板作为气室两端的透光窗口。
理论分析并实验验证了光谱分辨率对最终检测结果的影响;根据FP效应和实验结果分析了实验中太赫兹相称回波的影响。
实验测定了不同浓度下氨气的吸收光谱并提取特征吸收峰,经过洛伦兹拟合提取吸收峰幅值信息。
论文采用了三种方法:1、在不考虑水的影响下,得到了一组氨气浓度与特征吸收峰光强之间的线性拟合结果;2、考虑实验过程中水的浓度差异的影响,消除了部分水的吸收对氨气特征吸收峰强度的影响;3、依据水在不同的频谱处特征吸收峰之间的强度比例关系,在氨气特征吸收峰处减去水的吸收。
通过对比三种方法,最后一种方法得到结果最好,拟合线性度最高。
实验结果表明,利用THz-TDS技术检测氨气,可以达到113ppm的灵敏度和2.64%的相对测量误差。
为太赫兹时域光谱技术在气体检测领域中的进一步应用提供了参考。