基本介紹
- 中文名：太赫茲光電子學省部共建教育部重點實驗室（首都師範大學）
- 正式成立時間：2001年
- 面積：170平方米
- 科研用房面積：1500平方米
概況簡介,基礎條件,研究方向,科研成果,主任簡介,相關資料,交通位置,
概況簡介
實驗室於2001年正式成立。2006年正式批准為北京市“太赫茲波譜與成像”重點實驗室。2007年獲批太赫茲光電子學省部共建教育部重點實驗室。
基礎條件
現有研究人員19人，科研用房1500平方米，其中千級超淨實驗室2間，面積170平方米，裝備科研儀器總值超過1000萬元。
儀器設備
532nm固體雷射器（Millennia Xs 230）； THz光譜/成像系統（Z-1 ）；THz成像系統（Zomega-2，NY.12121）；1KHz fs雷射放大器系統（SOITFIRE,EVOL-15）；Fs飛秒雷射振盪器（Maitai 710-790nm）；連續變溫系統（ARS8200 4K-300K）；超短脈衝飛秒振盪器及泵源（3941-130-X1S）鎖相熱激勵成像系統（-- TWI/USA）；BWO太赫茲源（QS-500）；0.4太赫茲系統（C-ITL-400-0.4）； BWO太赫茲系統（BWO imaging system）；傅立葉變換紅外光譜儀及測輻射熱探測器（V80，12500cm-1---5cm-1）。
研究方向
重點實驗室研究太赫茲波與物質相互作用的基本規律，開發太赫茲波譜和成像技術，擴展太赫茲的套用領域，並將理論研究、計算機模擬與當代先進實驗手段相結合，探索、設計和製備各種類型的材料，研究其與太赫茲相互作用的物理機制和新效應，為發展新型太赫茲光電器件和材料奠定基礎。
科研成果
近3年來，實驗室共承擔包括國家973計畫、國家863、國家自然科學基金重大項目等各類項目23項，總科研經費1328餘萬元;發表SCI索引論文60多篇，其中包括不乏國際上在物理領域的知名雜誌Phys. Rev. Lett.，Appl.Phys.Lett., OPTICS LETTERS， OPTICS EXPRESS， Physics Letters A，Optics Communications等;申請專利4項，已授權1項;完成學術專著3本。
太赫茲時域光譜儀
研發背景：太赫茲（THz）波是指頻率從0.1THz到10 THz，介於毫米波與紅外光之間的電磁波。太赫茲科學與技術泛指直接研究和套用太赫茲波本身及其利用太赫茲波的所有理論和套用內容。目前世界範圍內已經有多家企業開始生產商用太赫茲時域光譜儀，主要是美國，歐洲和日本的廠家。國內還沒有專門的商業化產品。實驗室目前掌握的太赫茲光譜技術與世界最先進水平一致。
THz時域光譜儀的基本原理是利用飛秒脈衝產生並探測時間分辨的THz電場，通過傅立葉變換獲得被測物品的光譜信息，由於大分子的振動和轉動能級大多在THz波段，而大分子，特別是生物和化學大分子是具有本身物性的物質集團，進而可以通過特徵頻率對物質結構、物性進行分析和鑑定。低頻的振動模式可以為分子的構象狀態提供有用的信息。近年來本實驗室利用THz時域光譜技術對毒品,炸藥,常用藥物,胺基酸、生物短肽、蛋白質等生物分子進行探測和理論研究，取得了很多重要的研究結果。不但獲得了翔實可靠的THz光譜數據，而且為分子辨認、深入了解分子的結構和功能提供了科學依據和方法。
實驗室目前已經對38種純度90%以上毒品，10種炸藥，20種胺基酸建立了太赫茲波譜庫，同時也對大量的常用藥物在太赫茲波段的數據。
專家論證會
專家論證會智慧財產權：掌握整套關鍵技術，相關專利申報中。
核心技術：太赫茲波譜學是實驗室四個主要研究方向之一,太赫茲波譜學方向主要開展爆炸物、毒品及生物大分子的太赫茲波譜學研究。實驗室已經建立了常見毒品和爆炸物的太赫茲譜庫，包括30多種常見毒品,10種爆炸物,20種胺基酸的太赫茲譜庫。實驗室目前掌握從儀器製作，儀器控制，數據採集，數據處理，不同類別樣品製作等整套技術，目前實驗室自行搭建的太赫茲光譜儀性能水平與世界最先進水平一致。
項目目標：該設備能夠廣泛得套用於物質結構、物性進行分析和鑑定，材料特性檢測，藥物設別，含量測定等。
優勢特點：該設備具有快速，準確，非破壞性等特點。
設備可以採用透射式和反射式。通常採用類似於紅外光譜的制樣方法，對進行稱量壓片。樣品製備簡單，特別是對於反射式，甚至可以直接作用於目標物體，不需要從目標物體取樣，節省工序，並且不會對目標物體進行破壞。其次，太赫茲波能量在毫電子伏特（1太赫茲對應4.3meV），不會對活體材料產生破壞作用，不會破壞樣品活性。
主要面對的企業領域：生物、化學、醫藥、材料類的科研院所以及相關企業,還可用於檢測鑑定機構。
主任簡介
張存林：教授，博士生導師。1992年北京理工大學光電工程系光學工程專業獲工學博士學位。1996年到首都師範大學從事雷射計算機直接製版板材和THz輻射光譜與成像的研究工作,以及本科生和研究生的教學工作。2001年以來，作為首都師範大學THz輻射研究方向的負責人，曾參與並承擔了包括國家973計畫、國家863計畫、國家自然科學基金等在內的十多項重大科研項目。現為首都師範大學物理系主任，北京物理學會副理事長，中國光學學會光電專業委員會副主任，中國儀器儀表學會光機電集成分會副理事長，九三學社中央教育文化委員會委員，首都師範大學首屆學科帶頭人，北京市跨世紀優秀人才，北京高校青年學科帶頭人，教育部資助優秀骨幹教師，國家863-8領域“十一五”規劃綜合論證專家。發表論文80餘篇，出版專著近10部。
相關資料
太赫茲波（THz波）又叫做太赫茲射線，是20世紀80年代中後期才被正式命名的，在此之前科學家們將這一波段統稱為遠紅外射線。太赫茲波是指頻率在0.1THz到10THz範圍的電磁波，波長大概在0.03到3mm範圍，介於微波與紅外之間。實際上，早在一百多年前，就有科學工作者涉及過這一波段。在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到這一波段，紅外光譜到達9um（0.009mm）和20um（0.02mm），之後又有到達50um的記載。之後的近百年時間，遠紅外技術取得了許多成果，並且已經產業化。太赫茲波是屬於全人類的寶貴的電磁資源，但是涉及太赫茲波段的研究結果和數據卻非常少，主要是受到有效太赫茲產生源和靈敏探測器的限制，因此這一波段也被稱為THz間隙。直到上世紀90年代一系列新技術、新材料的發展，特別是超快技術的發展，使得獲得寬頻穩定的脈衝THz源成為一種準常規技術，THz技術得以迅速發展，並在實際範圍內掀起一股THz研究熱潮，美國、歐洲、亞洲、澳大利亞等許多國家和地區政府、機構、企業、大學和研究機構都紛紛投入其中。
太赫茲波是屬於全人類的寶貴電磁資源。太赫茲的獨特性能給通信（寬頻通信）、雷達、電子對抗、電磁武器、天文學、醫學成像（無標記的基因檢查、細胞水平的成像）、無損檢測、安全檢查（生化物的檢查）等領域帶來了深遠的影響。由於太赫茲的頻率很高，所以其空間解析度也很高；又由於它的脈衝很短（皮秒量級）所以具有很高的時間解析度。太赫茲成像技術和太赫茲波譜技術由此構成了太赫茲套用的兩個主要關鍵技術。同時，由於太赫茲能量很小，不會對物質產生破壞作用，所以與X射線相比更具有優勢。另外，由於生物大分子的振動和轉動頻率的共振頻率均在太赫茲波段，因此太赫茲在糧食選種，優良菌種的選擇等農業和食品加工行業有著良好的套用前景。如今太赫茲的套用仍然在不斷的開發研究當中，其廣袤的科學前景為世界所公認。
交通位置
北京市西三環北路105號首都師範大學太赫茲光電子學實驗室。
