Analytical Terahertz Spectroscopy

Ueno, Yuko; Ajito, Katsuhiro

doi:10.2116/analsci.24.185

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“…L'analyse THz-TDS de ces composés fournit donc d'importantes informations sur les dynamiques conformationnelles de ces biomolécules et peut être utilisée comme moyen d'identification. Dans l'exemple de la myoglobine, Ueno et al [9] ont montré qu'il était possible de mettre en évidence, par un profil spectral THz, l'existence de modes rotationnels et vibrationnels propres qui gouvernent les propriétés de cette molécule.…”

Section: Applications De La Spectroscopie Térahertz Dans Le Domaine Tunclassified

À la frontière onde-lumière

Dabouis¹,

Chancerelle²,

Crouzier³

et al. 2009

Med Sci (Paris)

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Le rayonnement électromagnétique térahertz (THz) couvre un domaine de fréquence allant de 100 GHz à 10 THz, c'est-à-dire à la frontière entre les micro-ondes et les infrarouges lointains. De cette position résulte un certain nombre de propriétés optiques ou quasi-optiques (comme la lumière) et de modes de propagation/péné-tration proches de ceux des ondes électro magnétiques. Les applications de ce rayon nement dans le domaine biomédical ont vu le jour lorsque les mécanismes de pénétration et de diffusion ont pu être éclaircis [1,2] et utilisés pour différencier des milieux aux propriétés électromagnétiques différentes (conductivité, péné-tration) [3]. Plus récemment, le passage des spectroscopies THz aux technologies impliquant le domaine temporel (THz-TDS) marque une évolution cruciale vers une utilisation croissante de spectromètres miniaturisés ayant de nombreuses applications « de terrain », en particulier dans le domaine médico-légal pour la détection de drogues illicites [4]. Après avoir rappelé les bases physiques des modes d'interaction des ondes THz avec la matière puis les différentes applications de ces rayonnements dans le domaine de la santé, nous évoquerons de possibles réserves d'ordre sanitaire à l'utilisation régulière de ces nouvelles technologies. Rappels : les interactions THz-matièreDe manière générale, l'interaction entre une onde élec-tromagnétique et la matière peut se définir soit au niveau corpusculaire (atomique ou moléculaire), soit par la mise en jeu des phénomènes collectifs dans un maté-riau ou un tissu. Pour qu'il y ait interaction et qu'elle soit enregistrable, il faut qu'il existe un « contraste », c'est-à-dire que les différentes parties soient plus ou moins réactives (transparentes ou réfléchissantes) afin que l'on puisse les discriminer [5]. Certains objets émettent euxmêmes un rayonnement THz à température ambiante, dont l'intensité est proportionnelle à leur absorption. Le milieu environnant doit, bien entendu, être transparent pour que le rayonnement issu de l'objet atteigne le détecteur. Il convient donc dans un premier temps de décrire l'interaction entre une onde électromagnétique THz et la matière, afin de comprendre pourquoi un maté-riau est plus ou moins opaque, réfléchissant ou émissif dans ce domaine spectral. Ce dernier s'étend typiquement entre 0,1 et 10 THz correspondant à des longueurs d'onde de 30 μm à 3 mm (Figure 1). L'énergie des photons (entre 0,4 et 40 meV) est trop faible pour interagir avec les transitions entre états électroniques des atomes ou molécules (~ 1 eV) ou avec les énergies de vibration

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Section: Applications De La Spectroscopie Térahertz Dans Le Domaine Tunclassified

À la frontière onde-lumière

Dabouis¹,

Chancerelle²,

Crouzier³

et al. 2009

Med Sci (Paris)

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“…Next, the terahertz (THz) spectra of the weathering samples in the study area were measured using a terahertz time-domain spectrum system (THz-TDS). This is a non-destructive, non-ionizing, high-sensitivity spectral system for synchronous coherent detection using samples weighing only approximately 0.2 g [17][18][19][20]. The THz spectral data and the corresponding weathering levels determined by means of the ultrasonic tests were combined as training and test samples.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A synthetic approach to weathering degree classification of stone relics case study of the Yungang Grottoes

Meng

Zhao

et al. 2018

Herit Sci

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Classification of the weathering degree of large outdoor stone relics has long been a challenge in their protection engineering. An approach to classifying the weathering levels of the Yungang Grottoes is presented in this paper. This approach is based on combined terahertz (THz) spectra and ultrasonic velocity and the use of a least squares support vector machine (LS-SVM). A regression model for prediction of the weathering level was established using the optimal values of parameters determined by the double cross-validation (D-CV) method. This SVM regression prediction model (SVMRPM) predicts the weathering levels of the grottoes with relative errors of 8.16% or less. The SVMRPM can also be used to predict the weathering levels of some areas where ultrasonic testing is extremely difficult; the THz spectra can easily be obtained using approximately 0.2 g of sample material. This method is a highly efficient and economical technique for determining the degree of weathering of large exposed stone relics.

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“…Recent innovations in terahertz technology take advantages from two outstanding ideas and concepts from each individual field. More recently, the inventory of applications has increased and includes quality control, non destructive testing (NDT) [19][20][21] and spectroscopic characterization of materials [22,23] or chemical recognition [24]. Many of these applications rely on the exceptional features of terahertz radiation which consist of the sufficient transparency of materials and the fact that many interesting chemical compounds display unique spectral fingerprints in the terahertz range.…”

Section: Introduction To 2d Imaging Techniques and Application Fieldsmentioning

confidence: 99%