第34卷，第6期 2014年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
THz时域光谱测试中的散射问题
Vol. 34,No, 6, pp1473-1476
June, 2014
寨
燕芳1.2，张朝晖，赵小燕，苏海霞，李
智，张
1.北京科技大学自动化学院仪器科学与技术系，北京
100083
2.内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头014010
摘要利用太赫慈时域光谱技术(THz-TDS)提取物质在太赫慈波段的吸收谱是太赫慈应用的一个重要方面。THz-TDS实验系统中的被测样片一般是多种成份的微粒与稀释剂(PE)按一定摩尔浓度混合研磨后压制面成的薄围片，一般认为，吸收谱中出现的随频率缓慢上升的基线是源于样品颗粒对THz波的散射，该基线对准确获取吸收谱中的特征吸收峰的峰高和峰形信息产生了影响，故为了进一步对吸收谱实现准确的定量分析，应设法移除基线，消除样品题粒散射对吸收谱的影响，使吸收谱中的特征吸收峰更准确的体现被测物质在太棘兹频段内的吸收特性，对基线产生的原因进行了分析，对近年来出现的散射处理方法进行了综述，为了验证文献中去除散射方法的合理性，选取三种氮基酸进行实验，对比了去除散射影响前后氮基酸的摩尔浓度计算精度，结果表明，去除散射影响后部分氨基酸的障尔浓度计算精度得到了提高，最后综合实验
结果提出了THz吸收谱中去除散射影响需要进一步研究的方向。关键词
太赫时域光谱；额粒散射；吸收谱；基线
中图分类号：TG115.3十3
引言
文献标识码：A
太替兹时域光谱技术（(THz-TDS)是基于超快飞秒激光
的THz波段光谱测量新技术，它利用电光取样或光电导取样的方法直接记录THz辐射电场的振幅时间波形，经过傅里叶变换后得测量信号振幅和相位的光谱分布，从而获得材料在THz波段的复介电常数，即色散及吸收等信息，这是太赫慈技术在物质分析中的重要应用-3。
实验现象及解释 1
以氮基酸的太赫兹时域光谱测试为例，实验用纯氨基酸样品（谷氨酰胺与组氨酸）购于WakoPureChemicals公司，由于纯样品难以成型，故将其与聚乙烯粉末（PE，其在太棘兹波段几乎透明)混合均勾，在玛瑙研钵中研磨后用10MPa压成直径约13mm，厚约1.0mm的围片。将样片置于透射型太赫兹时域光谱系统中获取该氨基酸样品的吸收谱，
吸收谱的获取参照了Dorney等[4}提出的方法。图1为
容氨鹿胺样品的太获慈时域光谱经过处理后得到的吸收谱，
图2为不同摩尔浓度组氨酸样品的吸收谱。收稿日期：2013-07-24，修订日期：2013-11-20
DOI: 10, 3964/j. issn, 10000593(2014)06147304
如图1和图2所示，谷氨酰胺与组氮酸的吸收谱均呈指数观律上升，并且在吸收语申都存在随频率增大而缓慢上升的基线，通过对比图2所示不同摩尔浓度的组氨酸吸收谱，可见吸收谱的基线斜率随组氨酸摩尔浓度的增大而增大[5-7}
701 60
20 10 o+ 0
Fig.1
0.5
Gla服收谱
1.5
2
Frequency/THz
2.5
Absorption spectra of Glutamine
目前，针对这一吸收谱中的基线间题，许多学者给出了不同的解释。Franz等认为吸收谱中存在的基线是由样片物质的折射率与稀释剂的折射率不同面引起的样品颗粒散射
基金项目：中央高校基本科研业务费（FRF-SD-12-016A)，国家自然科学基金项目（61302007，60977065)资助
作者简介：燕芳，1980年生，北京科技大学仪器科学与技术系博土研究生
e-mail: 0472yanfang@163. com