通过非图案化介质晶圆的共振相互作用增强实现超宽带、高速以及微弱的太赫兹指纹检测

《Laser & Photonics Reviews》：Ultra-Broadband, Rapid, and Trace Terahertz Fingerprint Detection via Resonance Interaction Enhancement with an Unpatterned Dielectric Wafer

增强太赫兹波段光与物质相互作用，实现超宽带分子指纹检测。提出具有等间隔均匀强度的多菲涅尔谐振模式方案，构建全谱共振探针，通过频率选择性衰减揭示分子耦合效应。成功实现L-酪氨酸检测，检测限0.11μg·mm-2，突破传统后处理限制。首次实现定量太赫兹痕指纹检测的双高特性（超宽带与高效）。

　　

摘要

增强光与物质之间的相互作用，尤其是在太赫兹波段，对于实现超宽带微量分子指纹检测至关重要。本文提出了一种高效方案，该方案利用多个间距相等、强度均匀的法布里-珀罗（Fabry–Pérot）模式，实现了分子指纹的共振相互作用增强，从而具备极高的精确度和灵活性。该技术在整个光谱范围内构建了均匀的共振探针，通过频率选择性的振幅衰减来揭示分子耦合效应，能够对L-酪氨酸进行定性和定量检测，其检测限达到0.11 μg mm^?2。这是首次实现具有超宽带和高效率特性的太赫兹微量指纹定量检测的实验成果。重要的是，该技术能够利用小波去噪算法直接从传输的多个法布里-珀罗模式中识别分子吸收特征，从而避免了繁琐的数据后处理和冗余的测试程序。这一进展标志着太赫兹指纹光谱学进入了一个新的、更加便捷的时代。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。