C.O.A. -35- spectroscopie térahertz

La spectroscopie térahertz

En physique, la spectroscopie TéraHertz dans le domaine temporel ( THz-TDS ) est une technique spectroscopique dans laquelle les propriétés de la matière sont sondées avec de courtes impulsions de rayonnement térahertz.

Le schéma de génération et de détection est sensible à l'effet de l'échantillon sur l'amplitude et la phase du rayonnement térahertz. En mesurant dans le domaine temporel, la technique peut fournir plus d'informations que la spectroscopie à transformée de Fourier conventionnelle, qui n'est sensible qu'à l'amplitude. La nature impulsionnelle de la radiation utilisée donne accès à des quantités comme l’indice complexe de réfraction en mesurant le retard introduit par la traversée de l’échantillon.

Utilisations du rayonnement THz

Le rayonnement THz présente plusieurs avantages distincts pour une utilisation en spectroscopie. De nombreux matériaux sont transparents aux longueurs d'onde térahertz, et ce rayonnement est sans danger pour les tissus biologiques car non ionisants (par opposition aux rayons X ).

De nombreux matériaux intéressants ont des empreintes digitales spectrales uniques dans la gamme des térahertz qui peuvent ainsi être utilisées pour l'identification. Les exemples qui ont été démontrés comprennent plusieurs types différents d'explosifs, des formes polymorphes de nombreux composés utilisés comme ingrédients pharmaceutiques actifs (API) dans les médicaments commerciaux ainsi que plusieurs substances narcotiques illégales.

Étant donné que de nombreux matériaux sont transparents au rayonnement THz, les matériaux sous-jacents sont accessibles à travers des couches intermédiaires visuellement opaques. Bien qu'il ne s'agisse pas strictement d'une technique spectroscopique, la largeur ultracourte des impulsions de rayonnement THz permet des mesures (par exemple, l'épaisseur, la densité, l'emplacement des défauts) sur des matériaux difficiles à sonder (par exemple, la mousse).

L'intérêt pour THz-TDS de la part de la communauté médicale a augmenté ces dernières années. Récemment, des chercheurs ont été aptes de détecter le cancer de la peau et de surveiller la cicatrisation croissance. En outre, THz-TDS peut également être utilisé pour détecter des bactéries et virus via des métamatériaux THz. Les métamatériaux comprennent des structures de sous-longueurs d'onde d'origine humaine dont l'amélioration du champ local augmente considérablement la sensibilité du THz-TDS. L'utilisation des métamatériaux en THz-TDS permet donc la mesure de concentrations extrêmement faibles et de nouvelles applications commerciales. Ces capacités de mesure partagent de nombreuses similitudes avec celles des systèmes à ultrasons pulsés, car la profondeur des structures enterrées peut être déduite grâce à la synchronisation de leurs réflexions de ces courtes impulsions térahertz.