上海理工大学在痕量物质的指纹谱识别有新进展 指纹光谱技术有哪些突破

太赫兹光谱技术作为一种新兴的光学技术，近年来引起了广泛的关注和研究。 它利用太赫兹频率范围内的电磁波来研究和分析物质的结构、成分和物理性质。 太赫兹光谱技术具有非侵入性、高分辨率、高灵敏度等优点，因此在许多领域具有巨大的应用潜力。 从材料科学到生物医学，从安全检测到通信传输，太赫兹光谱技术正在各个领域逐渐展现出其重要性和广阔的应用前景。

手性对映体是彼此互为镜像的立体异构体。 其右旋异构体（D型）和左旋异构体（L型）的化学性质属于药理学。 活性和毒性存在显着差异。 手性对映体的误判会对人体健康造成损害。 太赫兹波介于微波和红外波之间。 利用反映分子特征的太赫兹频段手形分子的指纹光谱，太赫兹光谱技术可以非常灵敏地检测手形材料结构的微小差异和变化。

研究人员提出了一种6*6频率选择性指纹传感器阵列。 该阵列结构单元基于十字形等离子体超表面，满足C4对称性，具有偏振无关特性。 通过改变单个结构参数（十字形状长度），在0.95-2THz范围内实现了类似太赫兹频率梳的功能。 该平台用于实验测试D-肉碱和L-肉碱的吸收增强现象。 当肉碱厚度为10μm时，其指纹线形状在太赫兹光谱中不明显。 由于平台中的单位共振线宽在1.39 THz和1.72 THz附近比D-肉碱和L-肉碱的指纹光谱线宽更窄，因此覆盖阵列的10 μm肉碱层是由于分子振动和周围电场增强而形成的。 成型。 交叉谐振器。 它们之间的耦合导致单个阵列单元的透射光谱的峰值强度的显着调制。 调制频率梳包络放大了 0.95 THz - 2.0 THz 频段内 D-肉碱和 L-肉碱的固有指纹光谱特性。 D-肉碱和L-肉碱的平均增强倍数为6.8倍至7.3倍。 虽然太赫兹全电介质超表面可以在较窄的光谱范围内获得更高的增强因子，但我们提出的等离子体阵列超表面平台解决了全电介质超表面中存在的不均匀电介质表面和窄频率梳范围。 和 UHF 梳子问题。 商业 THz-TDS 很难观察和捕获窄共振线宽。

此外，该平台还用于测试1μm窄带α-乳糖指纹传感特性。 结果表明，多阵列结构具有吸收诱导的透明度增强 效应，并且具有良好的鲁棒性，解决了超表面制造误差引起的共振失配问题。 因此，设计的等离子体超表面具有合适的共振线宽。 针对不同线宽的材料指纹，该阵列可以提供不同的解决方案，实现宽带手性对映体指纹的多重增强或窄带化。 分析物指纹线的吸收导致透明度增强，有利于在生物医学、食品安全、环境监测和公共安全等实际场景中的应用。

太赫兹光谱技术作为一种新兴的光学技术，具有广阔的应用前景。 太赫兹光谱技术可以在太赫兹波段（红外光和微波之间）进行快速、无损的材料分析，其应用潜力涵盖多个领域。