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基于超快激光技术实现的太赫兹波的产生和探测技术,是太赫兹技术发展的重要环节,太赫兹时域光谱技术也得益于超快激光技术的发展,可以获得频谱更宽、时间分辨率更小的太赫兹时域波形。随着太赫兹技术的发展,太赫兹技术被应用到各科学领域。通过太赫兹波的波谱测量,可以获得样品的各种物理化学信息,如吸收系数、折射率、介电常数等;也可以通过特征吸收获得物质材料组成和结构信息,基于太赫兹在无损检测方面的优越性,将其应用于皮肤组织的探测,主要目的是使用太赫兹光谱技术这种新方法,进行皮肤癌诊断的研究。 首先介绍了基于光学原理的太赫兹的产生和探测方法,然后根据实验室条件自行设计搭建了太赫兹时域光谱系统,并对其进行优化,主要包括延迟扫描线的速度、激光器的功率、锁相放大器的时间常数、斩波器的频率对系统信噪比和频谱宽度及信号幅值的影响,得到具有满足测量要求的系统信噪比和频谱宽度,将其应用于皮肤组织的太赫兹光谱测量。 皮肤癌变组织与正常皮肤组织相比,癌细胞的细胞生长机制不受限制,组织新陈代谢加快,组织结构改变,细胞含水量增加,这是区别皮肤组织的原理之一。又由于新鲜皮肤组织的含水量太大,不适合透射式太赫兹时域光谱系统测量,所以对皮肤组织进行相同时间的医学脱水,石蜡封装后再进行太赫兹时域光谱测量。 测量以石蜡为参考样品,消除石蜡包裹带来的误差,计算生物皮肤组织的吸收系数和折射率,发现在0.2THz-1.5THz频率范围内,脱水的癌细胞皮肤组织的吸收系数、折射率都比正常皮肤组织高。根据对太赫兹光谱的模式识别,理论上可以为皮肤癌临床诊断提供更加快捷的新方法,且具有足够的准确度。