真空环境下空气的太赫兹光谱痕量检测  

Trace Analysis of Air in Different Vacuity by Terahertz Spectroscopy

作　　者：尼浩[1] 徐山森[1] 冷文秀[1] 赵昆[1] 

机构地区：[1]中国石油大学(北京)理学院,北京102249

出　　处：《现代科学仪器》2013年第1期118-121,共4页Modern Scientific Instruments

基　　金：教育部新世纪优秀人才支持计划(No.NCET 080841);北京市自然科学基金(No.4122064);高等学校博士点基金(No.200804250006);重质油国家重点实验室开放课题资助(2008-14);中国石油大学(北京)前瞻导向项目

摘　　要：本文采用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)测试分析了不同压强(10-4-103mbar)的空气在0.2-1.5THz频段下的太赫兹光谱。实验表明,透过空气的太赫兹波与参考信号相比有显著的时间延迟和振幅衰减,并且其在0.55THz、0.75THz、1.1THz、1.2THz、1.4THz处出现吸收峰,这与水蒸气对太赫兹波的吸收峰位相一致。随着气体压强的减少,时域信号振幅衰减和时间延迟减少。而气体折射率几乎不随频率变化,但却随着压强的减小而减小。这说明THz-TDS技术能够灵敏的分辨真空环境下压强的变化,并且能对空气中痕量的极性气体灵敏的响应,可以应用于真空环境中的痕量气体检测以及环境监测等。The spectroscopy characteristics of air in different vacuity（10-4-103mbar） in the range of 0.2-1.5THz have been investigated through terahertz time domain spectroscopy（THz-TDS）.Experimental results showed that with the decline of air pressure,the delay of amplitude and phase in the terahertz wave decreased monotonically.We also observed absorption peaks at 0.55THz,0.75THz,1.1THz,1.2THz and 1.4 THz from absorption spectrum,which is come from absorption from the water vapor.The refractive index shows almost invariant at different frequency and decreases with decreasing air pressures.These results proved that the THz-TDS technique can be used not only in air pressure measurement but also in environmental monitoring area.

关 键 词：太赫兹 时域光谱技术 气体 痕量检测 吸收谱 折射率谱 

分 类 号：TN215[电子电信—物理电子学]