霄炜+赵红卫+朱亦鸣

摘要： 为了探究甲醇气体在太赫兹波段的共振特性，利用太赫兹时域光谱对甲醇气体进行了测量，得到了其时域波形，观测到了自由感应衰变这一现象。根据朗博比尔定律对气体吸收谱的计算得到转动谱线间隔，并对自由感应衰变这一现象进行了深入的解释，这些结果对于太赫兹波段的气体检测、分析和识别具有参考价值。

关键词： 自由感应衰变； 太赫兹时域光谱； 甲醇

中图分类号： O 433.4 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2016.05.014

文章编号： 1005-5630（2016）05-0450-06

引 言

甲醇气体的频谱中蕴含着大量的信息，其中涉及复杂的分子物理、量子力学等问题[1-2]。虽然甲醇分子只有6个原子构成，是一种最简单的能够受阻内旋的稍不对称分子之一，但是它的能级结构极为复杂。因此，甲醇在红外范围有丰富的光泵浦转动谱线[3]。转动谱线在物理学中十分重要，太赫兹波与分子发生共振所产生的独特谱线可作为指纹谱并用于物质识别和检测。在太空物质探测，工业生产等领域甲醇气体的检测和标定非常重要，通过太赫兹波段甲醇气体的独特指纹谱可以将它标定为探针，继而研究其他极性气体在该波段的光学特性。电磁波在共振媒体中的传播激发分子从基态跃迁到激发态，这种现象可利用光谱学的方法来检测，如转动光谱法或拉曼光谱法。此外，纯转动能级大多在太赫兹区域较为活跃，近年来最新技术的发展，为超快相干脉冲的产生和在远红外区域检测超短和相干的电磁脉冲的技术开辟了新的途径，使得气体在远红外辐射或太赫兹辐射区域可以被感应和记录[4-6]。……