几种化学纤维的太赫兹时域光谱研究

　　太赫兹辐射在电磁波谱中位于微波与红外辐射之间，振荡频率在10 12Hz左右，一般频域为0.1～3.0 THz。太赫兹波段包含了丰富的光谱信息，尤其是有机分子，由于其转动和分子低频振动（集体振动）的跃迁，在这一频段表现了强烈的吸收和色散特性。太赫兹时域光谱（ THz-TDS）是一种基于飞秒激光器的光谱测试技术，与红外光谱测试技术相比，它可同时获得样品的吸收和色散信息，并具有较高的音噪比（10 10 ）和探测灵敏度。红外和拉曼光谱只能获得分子中官能团的振动和转动的结构信息，而太赫兹技术可作为拉曼和红外的互补乎段，用于分析分子内和分子间弱的相互作用、分子与环境作用以及分子结构成分鉴别，由于太赫兹波能量低（1THz能量约为4.1meV） ，可作无损伤分子探测和识别，测试迅速，制样简单，因此，可以用于物质的快速无损检测。目前利用太赫兹时域光谱技术研究材料在太赫兹波段的光学性能己成为该领域研究的热点。 2000年，德国物理学家Walther等首次利用THz-TDS技术研究了视黄醛分子不同异构体9-cis ，13-cis all transTHz吸收光谱的显著差异。2002 年他们又利用太赫兹技术研究了苯甲酸及其烃基衍生物等4个化合物，结果表明太赫兹光谱有明显区别。此外，许多国内外学者利用太赫兹技术研究了DNA、牛血清蛋白、胶原质、各种氨基酸、多肤、糖类、爆炸物的太赫兹波段的性质，得到了相应的吸收谱。然而，迄今为止还没有学者将太赫兹技术应用于纺织纤维材料的报道。本文尝试通过太赫兹时域光谱测试技术和自由空间电光采样方法，获得几种化学纤维（涤纶、芳纶、维纶）的透射光谱，进而计算他们在0.2～1.0THz频段的吸收系数和折射率，并对这些参数进行比较和分析，从而弥补他们在远红外区域的光谱空白，探测更多纤维的分子结构信息。