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浅谈太赫兹时域光谱技术
来源: 时间:2022-11-04 15:31:32 浏览:399次

2004 年,美国麻省理工学院评出了“改变未来世界的十大技术”,太赫兹技术是其中之一;2005 年,日本政府列出了“国家支柱十大重点战略技术”,太赫兹技术名列榜首;欧洲、澳大利亚等国政府、研究机构、大学、企业纷纷投入太赫兹技术研发的热潮中。

01
什么是太赫兹THz

太T是计量单位10的12次方(同1T存储容量移动硬盘的T)

赫兹Hz是频率的单位

太赫兹指的是频率10的12次方的电磁波。也就是频率在0.1THz到10THz范围的电磁波,波长大概在0.03到3mm范围,介于微波与红外之间。

特点:

(1)穿透能力强,可穿透许多非金属非极性材料

(2)光子能量很低,无电离辐射,可用来进行安全的无损检测

(3)对水分的吸收很敏感,可表征水分的含量和分布,因而而可用于生物医学成像和光的检测等


02
关于常见的太赫兹应用

# 太赫兹时域光谱 #

03
与红外光谱分析有什么区别?

从分子学的角度来说,红外光谱主要对应分子内的相互作用,而太赫兹光谱对应的是分子之间的相互作用。

波长越长的电磁波穿透性越好,太赫兹波与红外相比,可以穿透非极性的样品,通俗说就是不导电的样品,比如能穿透公交卡,茶包包装,陶瓷茶壶,看到报纸里隐藏的刀具。


04
如何产生/探测太赫兹波

太赫兹时域光谱技术用的太赫兹源主要由两种方法产生:光电导天线和光整流

  1. 光电导天线:用光和电作用在天线上,产生太赫兹信号

  2. 光整流:主要用LiNbO3晶体波导加飞秒脉冲激光,产生高频太赫兹信号


05
常见频率对应的产生/探测方法

0.03~2THz,0.1~4THz:光电导天线

0.5~7THz:光整流


06
太赫兹时域光谱技术在芯片领域的应用

芯片封装厚度检测

在芯片的生产过程中先有掩模mask,通过掩模光刻芯片产生各种结构,然后完成前道制程,之后进入封装和测试环节。


V93000是FT测试的拳头产品用于检测芯片的性能,而太赫兹设备在封装过程里被用于检测芯片的封装厚度。封装的厚度会影响芯片的算法,以指纹识别芯片为例,其厚度小于100um,必须在几个微米级内测量,以精确控制厚度质量,同时芯片太厚没法放入设备内。生产中需要高精度的测量系统,以便更好地控制质量。


利用太赫兹穿透的特性,可穿透芯片表面的封装层,内部为金属结构可反射太赫兹信号。不同表面反射信号的时间差对应到芯片的厚度。相比传统的打孔、切片的检测方法,利用太赫兹飞行时间测量技术,可实现快速、无损、且高重复性的厚度测量。


半导体封装引线失效定位

无辐射,效果精度相同但比X-Ray更快


07
其他领域的应用

太赫兹通信材料表征

太赫兹生物传感:脑胶质瘤细胞检测

苯甲酸食品添加剂高灵敏检测


08
随堂小测

01

太赫兹的太(Tera)是一个计量学单位,指的是10的___次方?

A.6

C.12

B.9

D.15

答案:C

02

太赫兹时域光谱系统常见的光谱范围是?

A.0.03~2THz

C.0.5~7THz

B.0.1~4Thz


答案:ABC



03

太赫兹波可以穿透以下那种物质?

A.塑料

C.陶瓷

B.金属

D.纸张

答案:ACD


04

太赫兹时域光谱系统常见的测量模式有哪些?

A.透射

C.ATR衰减全反射

B.反射

D.偏振

答案:ABCD

05

使用太赫兹时域光谱系统测量厚度,最大测量精度是?

A.±5um

C.±7um

B.±3um

D.±2um

答案:B

来源:爱德万测试

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12条评论
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全部 3小时前 四川
文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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