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太赫兹光谱仪
太赫兹光谱仪
太赫兹(THz)辐射通常指的是频率在0.1THz-10THz(波长在30μm-3mm)之间的电磁波,其波段在微波和红外光之间,属于远红外波段,有着丰富的物理和化学信息。它利用飞秒激光泵浦太赫兹发射器产生太赫兹脉冲,然后通过透射、反射或衰减全反射(ATR)等方式携带着测试样品的信息被太赫兹探测器所接收,通过波谱分析技术可以得到样品的折射率、吸收系数、介电常数等物理信息。
太赫兹时域光谱系统具有以下一些独特的优点:
(1)太赫兹光谱的频段对应很多大分子整体振动模式和分子间振动模式,这些振动模式对于外界环境更为敏感,使太赫兹光谱在物质特性研究方面具有其它测试手段无法企及的优势;
(2)太赫兹时域光谱技术属于相干测量,可以同时得到振幅和相位的信息,提高了测量的效率与准确性;
(3)THz-TDS系统对黑体辐射(热背景)不敏感,其信噪比可高达104,远高于传统的傅里叶变换红外光谱技术;
(4)太赫兹波具有瞬时性,脉宽在皮秒或亚皮秒量级,因而具有很高的时间分辨率,可用于物理、生物、化学等领域的超快过程研究;
(5)太赫兹光子能量很低,只有m eV级别,不会对生物组织产生电离作用,对人体很安全,也可以进行活体组织研究;
(6)太赫兹具有独特的穿透性,对于很多非极性材料((如塑料、纸箱、布料、泡沫等)的穿透性很强,可以进行材料的无损检测、隐蔽物的检测,同时水对太赫兹波又有很强的吸收性,利用这一性质可以对食物等产品的质量进行监控。

太赫兹成像光谱技术原理图
本公司产品为全光纤太赫兹时域光谱系统,光纤飞秒激光器发出两束飞秒激光,一束作为泵浦光源,另一束作为探测光源;泵浦光经光纤传输到发射天线上,在偏置电压的作用下产生宽带太赫兹波,该太赫兹波经透射或反射等方式携带着测试样品的信息被太赫兹探测器所接收,通过波谱分析技术可以得到样品的折射率、吸收系数、介电常数等物理信息。
THz时域光谱系统由主机、光谱系统由探头部分和反射/透射模块组成,其主机内部由光纤飞秒激光器模块、偏压源模块、延迟线模块、锁相放大器模块和电源模块集合而成。需另外配置干燥空气/氮气装置以保证样品测试环境的绝对干燥。

高精度太赫兹时域光谱系统

780000太赫兹时域光谱系统产品为全光纤式设计, 分别在高精度长延迟和快速光谱获取方面具有优势;780000产品可实现5 THz以上光谱宽度以及小于2GHz的光谱分辨能力,适合高精度的光谱测量分析;基于光谱数据,还可同时可获得样品的折射率、吸收系数、消光系数、介电常数等丰富的物理信息,实现样品成分分析和定量测量。
产品特点   典型应用领域                            
  • 全光纤系统,更加小巧,便携式设计
     
  • 精细的太赫兹光谱分析
  • 光谱分辨率低至2GHz
                   
  • 图谱识别
  • 超过70dB动态范围
 
  • 材料特性表征
  • 支持透射和反射式光谱测量模式, 适用大多数样品测试需求
 
  • 适用于离线高精度检测场景
  • 匹配专用样品仓单元, 实现干燥环境下的样品测量, 排除水
   
蒸气的干扰更加人性化 智能化和灵活功能扩展的上位机软件系统    
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快速太赫兹时域光谱系统

780001太赫兹时域光谱系统产品为全光纤式设计, 分别在高精度长延迟和快速光谱获取方面具有优势;780001产品可以实现最快60Hz和最宽120ps的扫描,是目前国内已知速度最快的时域光谱产品;基于光谱数据,还可同时可获得样品的折射率、吸收系数、消光系数、介电常数等丰富的物理信息,实现样品成分分析和定量测量。
产品特点                应用领域                           
  • 全光纤系统设计,产品更加轻便灵活
 
  • 快速的太赫兹光谱分析
  • 基于自研快速延迟线系统,30Hz快速光谱扫描,国内最佳
 
  • 图谱识别
  • 0.1-3.STHz宽带光谱分析
 
  • 适用于在线高效检测场景
  • 光谱分辨率低至8GHz
   
  • 超过70dB动态范围
   
  • 支持透射和反射式光谱测量模式,适用大多数样品测试需求
   
  • 匹配专用样品仓单元,实现干燥环境下的样品测量,排除水
   
蒸气的干扰更加人性化智能化和灵活功能扩展的上位机软件系统    
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太赫兹三维层析成像系统

三维层析成像技术是目前国内外光学领域一个重要的研究方向, 已嵌入到了现代工业与文化创意产业的整个流程,他是获取物体表面形态特征的重要手段,也是真实物体三维数字化的基础。太赫兹三维层析成像技术是较为成熟的三维物体成像与测量技术,是一种太赫兹波谱方式的宽场成像技术,经过特定算法的解算和重构可以实现物体三维切片成像,并且能够精确解析样品表面及内部复杂结构。
本公司自主研制的780002太赫兹三维层析成像系统是国内首次实现产品化的飞行时间(FOT)层析成像产品, 可以实现最快60像素/秒的成像速度,成像景深可达9mm以上,纵向分辨率达到±2um;同时,所获取图像每一个像素点都包含了完整的太赫兹波形,因此兼具光谱测量的功能,光谱宽度可达4THz, 真正实现了图谱合一。
产品特点   应用领域              
  • 全光纤系统,更加小巧,便携式设计;  
                    
  • 厚度检测
 
  • 光谱分辨率低至2GHz;  
 
  • 层析成像
 
  • 超过70dB动态范围;  
 
  • 适用于非金属无损检测场景
 
  • 支持透射和反射式光谱测量模式,适用大多数样品测试需求;
     
  • 匹配专用样品仓单元,实现干燥环境下的样品测量,排除水蒸气的干扰;
     
  • 更加人性化、智能化和灵活功能扩展的上位机软件系统。
     
       
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核心与周边部件

联合光科提供太赫兹光谱仪系统的核心部件和周边配件,包括二维扫描平台、太赫兹镜头、二维调节镜架、正入射太赫兹镜头、太赫兹样品库、手动和电动透反射测试平台、360度旋转测试平台、长程高精度光纤延迟线、快速光纤延迟线、调制偏压源、锁相放大器、飞秒光纤激光器等。
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