[发明专利]生物薄膜的太赫兹光谱分析装置及检测方法

权利要求书

1.一种生物薄膜太赫兹光谱分析装置，其特征在于该装置包括半导体晶片(3)、两个平行放置的刀片(2)、太赫兹波源(11)以及太赫兹时域光谱仪(6)；两个刀片垂直于半导体晶片(3)，两个刀片(2)的刀口离半导体晶片(3)上表面的距离小于最大频率的太赫兹表面等离子体波(4)在空气中的衰减距离，两个刀片(2)之间的距离小于最大频率的太赫兹表面等离子体波在半导体表面传播距离；半导体晶片(3)的厚度大于最小频率的太赫兹表面等离子体波在半导体中的衰减距离；太赫兹波源(11)所发出的太赫兹波以一定角度入射到其中一个刀片的刀口处，太赫兹时域光谱仪分析另一个刀片的刀口处所耦合出的太赫兹波。

2.根据权利要求1所述的生物薄膜太赫兹光谱分析装置，其特征在于所述的半导体晶片(3)是本征半导体，或是多数载流子浓度合适的掺杂半导体，该半导体(3)的等离子体频率大于所传输的太赫兹波最大频率。

3.一种如权利要求1所述的生物薄膜太赫兹光谱分析装置的分析方法，其特征在于该方法利用太赫兹表面等离子体波在半导体表面的很小空间内有很强电场强度的性质提高光谱分析装置的灵敏度和信噪比；该方法分成三步：

第一步，从太赫兹波源(11)发出的太赫兹波(1)通过刀片(2)刀口耦合为太赫兹表面等离子体波(4)，太赫兹表面等离子体波(4)通过半导体(3)传输到另一个刀片(2)的刀口，另一个刀片(2)的刀口将太赫兹表面等离子体波(4)转化回太赫兹波(1)，太赫兹时域光谱仪(6)测得该太赫兹波(1)的谱线；

第二步，在半导体(3)表面两个刀片(2)之间的位置上放置生物薄膜(5)，从太赫兹波源(11)发出的太赫兹波(1)通过刀片刀口耦合为太赫兹表面等离子体波(4)，太赫兹表面等离子体波(4)通过半导体(3)以及生物薄膜(5)传输到另一个刀片(2)的刀口，另一个刀片(2)的刀口将太赫兹表面等离子体波(4)转化回太赫兹波(1)，太赫兹时域光谱仪(6)测得太赫兹表面等离子体波(4)经过生物薄膜(5)后的太赫兹波谱线；

第三步，用第二步得到的光谱数值除以同频率的第一步得到的光谱数值，即作归一化处理，就可以得到透过该生物薄膜(5)所对应的归一化太赫兹谱，再根据该太赫兹谱所对应的吸收峰对该生物薄膜(5)进行分析，判断其分子组成或化学元素。