幾種化學纖維的太赫茲時域光譜研究

　　太赫茲輻射在電磁波譜中位于微波與紅外輻射之間，振蕩頻率在10 12Hz左右，一般頻域為0.1～3.0 THz。太赫茲波段包含了豐富的光譜信息，尤其是有機分子，由于其轉動和分子低頻振動（集體振動）的躍遷，在這一頻段表現了強烈的吸收和色散特性。太赫茲時域光譜（ THz-TDS）是一種基于飛秒激光器的光譜測試技術，與紅外光譜測試技術相比，它可同時獲得樣品的吸收和色散信息，并具有較高的音噪比（10 10 ）和探測靈敏度。紅外和拉曼光譜只能獲得分子中官能團的振動和轉動的結構信息，而太赫茲技術可作為拉曼和紅外的互補乎段，用于分析分子內和分子間弱的相互作用、分子與環境作用以及分子結構成分鑒別，由于太赫茲波能量低（1THz能量約為4.1meV） ，可作無損傷分子探測和識別，測試迅速，制樣簡單，因此，可以用于物質的快速無損檢測。目前利用太赫茲時域光譜技術研究材料在太赫茲波段的光學性能己成為該領域研究的熱點。 2000年，德國物理學家Walther等首次利用THz-TDS技術研究了視黃醛分子不同異構體9-cis ，13-cis all transTHz吸收光譜的顯著差異。2002 年他們又利用太赫茲技術研究了苯甲酸及其烴基衍生物等4個化合物，結果表明太赫茲光譜有明顯區別。此外，許多國內外學者利用太赫茲技術研究了DNA、牛血清蛋白、膠原質、各種氨基酸、多膚、糖類、爆炸物的太赫茲波段的性質，得到了相應的吸收譜。然而，迄今為止還沒有學者將太赫茲技術應用于紡織纖維材料的報道。本文嘗試通過太赫茲時域光譜測試技術和自由空間電光采樣方法，獲得幾種化學纖維（滌綸、芳綸、維綸）的透射光譜，進而計算他們在0.2～1.0THz頻段的吸收系數和折射率，并對這些參數進行比較和分析，從而彌補他們在遠紅外區域的光譜空白，探測更多纖維的分子結構信息。