有髓神经纤维中太赫兹波传输的模式理论分析

利用解析法研究并得到了神经纤维中太赫兹波远红外频段(0.1×10¹²~100×10¹² Hz)传输模式的色散曲线,并在此基础上分析了不同模式下神经纤维中横向截面上的能量以及场分布。通过与数值仿真软件CST的对比,证明了该方法的正确性。在研究太赫兹波在神经纤维中的纵向传输问题时,计算了有耗情况下太赫兹波在神经纤维中传输的坡印亭矢量,并比较了不同模式的传输效率,计算结果表明,神经髓鞘的高介电特性使得太赫兹波的能量能够有效地集中在髓鞘区域从而避免了细胞内外的极性溶液对太赫兹波的强吸收。     

基于电子学的太赫兹辐射源

随着太赫兹科学与技术的发展,太赫兹辐射源研究受到越来越广泛的重视.本文对近年来常见的基于电子学的太赫兹辐射源进行综述,包括基于新型慢波结构真空电子器件的仿真设计与实验结果、基于电子回旋谐振脉塞的太赫兹辐射源和基于史密斯-帕塞尔效应的太赫兹辐射源的国内外研究近况,以及基于类等离子体光子晶体的太赫兹辐射源和固态太赫兹辐射源.对太赫兹辐射源在无线通信、成像探测、光谱探测和生物医学等方面的应用进行了展望.     

太赫兹波对乙酰胆碱合成位点的影响

突触间隙中的信息交流通过神经递质来完成,乙酰胆碱通过乙酰辅酶A与胆碱经乙酰胆碱转移酶(ChAT)催化合成,支配神经细胞的兴奋性冲动,维持脑部正常功能。胆碱通过氢键、范德瓦耳斯力与附近的氨基酸作用,生物大分子的谐振频率大多位于太赫兹频段。本文利用密度泛函理论计算,通过分析胆碱与酶蛋白活性位点的红外吸收谱,反映胆碱进入酶蛋白前后振动模态的变化,利用分子动力学模拟对太赫兹波对胆碱与ChAT的结合产生的影响进行了分析,结果表明特定频率的太赫兹波有利于乙酰胆碱的酶催化合成。     

一种基于THz-TDS技术用于食品添加剂高灵敏度区分的超材料传感器

论文提出了一种用于食品工业中常用添加剂（肌醇、亮氨酸、牛磺酸）高灵敏度区分的太赫兹超材料传感器。该传感器由带有双尖端的开口谐振环（Split Ring Resonator, SRR）阵列组成。液体样品的不同浓度和种类对应于传感器不同的频率偏移,可以被用于液体样品浓度和种类的区分和辨别。该超材料传感器使用微纳工艺制作在对太赫兹波透明的石英基板上。利用太赫兹时域光谱仪（THz-TDS）系统分别测量了浓度为0.2、0.4、1.5、2、3和4 mg/ml的液体样品。结果表明,所提出的超材料传感器能检测的最低样品浓度为0.2 mg/ml。同时,该传感器也可以实现相同浓度,不同种类液体样品的辨别。该研究为基于开口谐振环结构的太赫兹超材料传感器在食品安全领域的应用提供了新的参考。     

太赫兹电磁生物效应及生物表征技术研究

太赫兹因其自身优异的穿透性和非电离特性受到研究人员的广泛关注。本文根据研究对象属性的不同,将太赫兹生物效应分为细胞膜的通透性、离子通道和基因表达三个层次的内容;又介绍了生物神经信号的研究进展;最后根据检测方式和信号处理方法的不同,将太赫兹生物表征技术分为太赫兹光谱技术和太赫兹成像技术两大类。目前,太赫兹生物领域的研究尚处于起步阶段,本文尝试较为全面的对太赫兹生物效应、生物神经信号以及生物表征技术等领域的成果进行归纳和总结,旨在为太赫兹生物方面的研究提供参考。