思儀科技面向物質特性精準分析的需求,推出了太赫茲特征譜線精密分析儀,包括40GHz-1100GHz超寬帶覆蓋和單標準波導帶寬覆蓋兩種測試解決方案,具備大動態(全頻段≥55dB)、高分辨率(可達1Hz)、特征參數精準測試(誤差≤±3%)等優勢,可以對不同形態功能與結構相似的物質進行鑒別與定性定量分析,為認識物質世界增添新手段。
1、測試方案
(1)超寬帶太赫茲特征譜線精密分析儀
超寬帶太赫茲特征譜線精密分析儀,如圖1所示,兼容單變量(透射參數)和雙變量(透射參數和反射參數)非接觸式兩種測試方法,具備快速測試與精細化測試、時-頻域綜合分析等功能,頻率分辨率可調諧(1Hz-1GHz),全頻段動態可達55dB,能夠在40GHz-1100GHz頻段實現物質太赫茲反射譜、透射譜、特征參數(吸收系數、折射率、介電常數、損耗角等)等指紋譜信息的一體化測試。
圖1 超寬帶太赫茲特征譜線精密分析儀
(2)單標準波導帶寬太赫茲特征譜線精密分析儀
單標準波導帶寬太赫茲特征譜線精密分析儀,如圖2所示,提供小機柜與臺式兩種集成方案,以適應工業、實驗室等不同測試環境,兼容接觸式、非接觸式等多種測試方法,具備太赫茲特征參數精準測試、自動校準等功能,配合標準波導帶寬覆蓋的材料表征夾具(如圖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個頻段),可精準測試固態、粉末、液態、氣態等不同形態物質的特征參數(折射率、介電常數、吸收系數、孔隙率等),精度可達±3%,具有操作簡單、低插損、低成本等優勢。
圖2單波段太赫茲特征譜線精密分析儀
圖3 系列化單波段太赫茲材料表征套件
2、典型應用
思儀科技開展了太赫茲特征譜線精密分析儀在生物醫學、工業檢測、危爆品檢測等領域的應用驗證,目前已構建了近200種物質分子太赫茲指紋信息庫,典型應用如下:
(1)活體細胞水合物檢測
200μm厚活體生物細胞水合物測試結果如圖4所示,較高的動態范圍有利于水合物等高損耗物質檢測識別,有望助力活體生物醫學的檢測應用。
圖4 活體肺癌腫瘤細胞檢測
(2)腫瘤組織檢測
2mm厚腫瘤組織的太赫茲特征參數測試結果如圖5所示,儀器能實現正常組織與癌變組織、不同部位癌變組織的檢測識別。
圖5 腫瘤組織檢測
(3)半導體材料檢測
2mm厚半導體材料硅的測試結果如圖6所示,頻率相關測試誤差優于2.5%,頻率非相關測試誤差優于1.26%,可為半導體材料、復合材料、陶瓷材料等的工業檢測提供便捷式高精度測試方案。
圖6 半導體材料檢測結果
(4)食藥生物分子檢測
1:1:1乳糖胱氨酸青霉素鈉混合物檢測結果如圖7所示,太赫茲特征譜具有更高的信噪比,在較高的頻率分辨率下能夠檢測出物質隱含的弱小指紋信息,更有利于物質成分定性定量分析。