昨日,滨松隆重介绍了两款太赫兹波光谱分析仪,均采用了衰减全反射(Attenuated Total Reflection,简称ATR)技术。
1太赫兹(Terahertz,简称THz)等于1012赫兹。太赫兹波是指频率在0.1至10太赫兹,波长在30μm至3mm的电磁波。与传统紫外光、可见光和红外光相比,太赫兹波拥有它们不具备的检测样品结晶度和水分含量等信息的能力,因此在分析领域具有很大的研发潜力。近年来,全世界都在研究太赫兹波在工业和通信等领域的应用,相关的学术报告也越来越丰富。在实际的应用场景中,太赫兹波光谱分析仪的功能也越来越完善。
太赫兹波光谱分析仪的主要测量手段是太赫兹时域光谱(THz-TDS)。太赫兹时域光谱是一种相干探测技术,目前主要分为透射、反射、衰减全反射三种。
衰减全反射ATR
衰减全反射是利用样品对射入的太赫兹光谱具有很强的吸收作用的原理,当太赫兹光谱经过高折射率的棱镜后,产生折射,入射到小折射率的样品上,就会在ATR棱镜界面产生全反射。在太赫兹光谱入射到样品的过程中,会在样品中穿透一定的深度,全反射过程中就会产生渐逝波。由于渐逝波是从样品中反射回来的,所以会带有样品的信息。这就是衰减全反射太赫兹波光谱分析仪的原理。
滨松一直在进行太赫兹波的基础和应用研究,并致力于将其市场化。由于在太赫兹波光谱分析仪中会用到多种棱镜,因此,滨松对太赫兹波波片的开发也进行了大量的投入。此次滨松推出的两款太赫兹波光谱分析仪正是基于衰减全反射开发出来的,分别是台式太赫兹光谱仪C12068和手持式太赫兹光谱仪C16356。
台式太赫兹光谱仪C12068
台式太赫兹光谱仪C12068的ATR棱镜,是由滨松自行研发的,集成了太赫兹波发射器和探测器。通过ATR棱镜,可使太赫兹波完全在棱镜中传播,这样就避免了空气中水蒸气和氮气的影响,使检测的结果更加准确。
台式太赫兹光谱仪C12068的操作方法十分简单,只需要将样品(液体或者粉末都可以)放置在检测处,就可以检测出样品的分子间振动和晶格振动信息。
台式太赫兹光谱仪C12068的产品特点是样品检测具有高稳定性和高重复性,应用范围包括光学常数测量(太赫兹范围内)、含水量估算、结晶度监控器、与水相互作用的评估,以及其它太赫兹光谱应用。
手持式太赫兹光谱仪C16356
为了方便操作和携带,增加太赫兹光谱仪的应用场景,滨松在台式太赫兹光谱仪的基础上进行了重新设计,将原来的光学系统改为光纤和光通信器件,然后配套的将传统太赫兹波的电学测量方法,改进为光学测量方法。在结构上,使用光纤连接探头,除了使设备的结构更加紧凑外,还能保证探头自由移动,增加了检测的灵活性。
C16356也是世界上首台探头分离的ATR太赫兹波光谱分析仪,具有体积小、重量轻和抗震强等优点。通过一系列的设计优化,减少了光学部件和电线的数量,体积缩小到只有0.055m³,为台式的60%,重量减轻到只有20KG,一个成年人就可以拿得动。
通过优化设计之后,对于不方便移动的大型样品、软固定和活体等检测对象,都可以进行轻松的检测。因其具有更加便于携带的特性,C16356将更广泛的应用在化学品、食品、药品生产现场的质量控制。
目前,这两款产品都已投入市场,进行正常售卖。