思仪科技面向物质特性精准分析的需求,推出了太赫兹特征谱线精密分析仪,包括40GHz-1100GHz超宽带覆盖和单标准波导带宽覆盖两种测试解决方案,具备大动态(全频段≥55dB)、高分辨率(可达1Hz)、特征参数精准测试(误差≤±3%)等优势,可以对不同形态功能与结构相似的物质进行鉴别与定性定量分析,为认识物质世界增添新手段。
1、测试方案
(1)超宽带太赫兹特征谱线精密分析仪
超宽带太赫兹特征谱线精密分析仪,如图1所示,兼容单变量(透射参数)和双变量(透射参数和反射参数)非接触式两种测试方法,具备快速测试与精细化测试、时-频域综合分析等功能,频率分辨率可调谐(1Hz-1GHz),全频段动态可达55dB,能够在40GHz-1100GHz频段实现物质太赫兹反射谱、透射谱、特征参数(吸收系数、折射率、介电常数、损耗角等)等指纹谱信息的一体化测试。
图1 超宽带太赫兹特征谱线精密分析仪
(2)单标准波导带宽太赫兹特征谱线精密分析仪
单标准波导带宽太赫兹特征谱线精密分析仪,如图2所示,提供小机柜与台式两种集成方案,以适应工业、实验室等不同测试环境,兼容接触式、非接触式等多种测试方法,具备太赫兹特征参数精准测试、自动校准等功能,配合标准波导带宽覆盖的材料表征夹具(如图3,包括40GHz-60GHz、60GHz-90GHz、90GHz-140GHz、140GHz-220GHz、50GHz-75GHz、75GHz-110GHz、110GHz-170GHz、170GHz-260GHz、220GHz-325GHz、325GHz-500GHz、500GHz-750GHz、750GHz-1100GHz共12个频段),可精准测试固态、粉末、液态、气态等不同形态物质的特征参数(折射率、介电常数、吸收系数、孔隙率等),精度可达±3%,具有操作简单、低插损、低成本等优势。
图2单波段太赫兹特征谱线精密分析仪
图3 系列化单波段太赫兹材料表征套件
2、典型应用
思仪科技开展了太赫兹特征谱线精密分析仪在生物医学、工业检测、危爆品检测等领域的应用验证,目前已构建了近200种物质分子太赫兹指纹信息库,典型应用如下:
(1)活体细胞水合物检测
200μm厚活体生物细胞水合物测试结果如图4所示,较高的动态范围有利于水合物等高损耗物质检测识别,有望助力活体生物医学的检测应用。
图4 活体肺癌肿瘤细胞检测
(2)肿瘤组织检测
2mm厚肿瘤组织的太赫兹特征参数测试结果如图5所示,仪器能实现正常组织与癌变组织、不同部位癌变组织的检测识别。
图5 肿瘤组织检测
(3)半导体材料检测
2mm厚半导体材料硅的测试结果如图6所示,频率相关测试误差优于2.5%,频率非相关测试误差优于1.26%,可为半导体材料、复合材料、陶瓷材料等的工业检测提供便捷式高精度测试方案。
图6 半导体材料检测结果
(4)食药生物分子检测
1:1:1乳糖胱氨酸青霉素钠混合物检测结果如图7所示,太赫兹特征谱具有更高的信噪比,在较高的频率分辨率下能够检测出物质隐含的弱小指纹信息,更有利于物质成分定性定量分析。