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淺談太赫茲時域光譜技術(shù)

來源：時間：2022-11-04 15:31:32 瀏覽：2502次

2004 年，美國麻省理工學(xué)院評出了“改變未來世界的十大技術(shù)”，太赫茲技術(shù)是其中之一；2005 年，日本政府列出了“國家支柱十大重點(diǎn)戰(zhàn)略技術(shù)”，太赫茲技術(shù)名列榜首；歐洲、澳大利亞等國政府、研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)紛紛投入太赫茲技術(shù)研發(fā)的熱潮中。

01

什么是太赫茲THz

太T是計(jì)量單位10的12次方(同1T存儲容量移動硬盤的T)

赫茲Hz是頻率的單位

太赫茲指的是頻率10的12次方的電磁波。也就是頻率在0.1THz到10THz范圍的電磁波，波長大概在0.03到3mm范圍，介于微波與紅外之間。

特點(diǎn)：

（1）穿透能力強(qiáng)，可穿透許多非金屬非極性材料

（2）光子能量很低，無電離輻射，可用來進(jìn)行安全的無損檢測

（3）對水分的吸收很敏感，可表征水分的含量和分布，因而而可用于生物醫(yī)學(xué)成像和光的檢測等

02

關(guān)于常見的太赫茲應(yīng)用

# 太赫茲時域光譜 #

03

與紅外光譜分析有什么區(qū)別？

從分子學(xué)的角度來說，紅外光譜主要對應(yīng)分子內(nèi)的相互作用，而太赫茲光譜對應(yīng)的是分子之間的相互作用。

波長越長的電磁波穿透性越好，太赫茲波與紅外相比，可以穿透非極性的樣品，通俗說就是不導(dǎo)電的樣品，比如能穿透公交卡，茶包包裝，陶瓷茶壺，看到報(bào)紙里隱藏的刀具。

04

如何產(chǎn)生/探測太赫茲波

太赫茲時域光譜技術(shù)用的太赫茲源主要由兩種方法產(chǎn)生：光電導(dǎo)天線和光整流

光電導(dǎo)天線：用光和電作用在天線上，產(chǎn)生太赫茲信號
光整流：主要用LiNbO3晶體波導(dǎo)加飛秒脈沖激光，產(chǎn)生高頻太赫茲信號

05

常見頻率對應(yīng)的產(chǎn)生/探測方法

0.03~2THz，0.1~4THz：光電導(dǎo)天線

0.5~7THz：光整流

06

太赫茲時域光譜技術(shù)在芯片領(lǐng)域的應(yīng)用

芯片封裝厚度檢測

在芯片的生產(chǎn)過程中先有掩模mask，通過掩模光刻芯片產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)，然后完成前道制程，之后進(jìn)入封裝和測試環(huán)節(jié)。

V93000是FT測試的拳頭產(chǎn)品用于檢測芯片的性能，而太赫茲設(shè)備在封裝過程里被用于檢測芯片的封裝厚度。封裝的厚度會影響芯片的算法，以指紋識別芯片為例，其厚度小于100um，必須在幾個微米級內(nèi)測量，以精確控制厚度質(zhì)量，同時芯片太厚沒法放入設(shè)備內(nèi)。生產(chǎn)中需要高精度的測量系統(tǒng)，以便更好地控制質(zhì)量。

利用太赫茲穿透的特性，可穿透芯片表面的封裝層，內(nèi)部為金屬結(jié)構(gòu)可反射太赫茲信號。不同表面反射信號的時間差對應(yīng)到芯片的厚度。相比傳統(tǒng)的打孔、切片的檢測方法，利用太赫茲飛行時間測量技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速、無損、且高重復(fù)性的厚度測量。