太赫兹时域光谱技术目前逐渐应用于对岩石的研究中。 在制备样品时通常需要将岩石磨碎后与粘合剂混合压片, 岩石的含量、 粒径等都会对测试结果造成影响。 将自然界中常见的石英砂粉末（不同粒径）与聚乙烯（PE）微粒以不同的比例混合, 通过压片的手段将其制成适用于太赫兹系统测试的样品, 用以探究样品中石英砂的含量以及其粒径对实验结果的影响。 首先研究石英砂含量对实验结果造成的影响。 在保持样品中石英砂的粒径不变的情况下, 发现不同石英砂含量样品的时域光谱图中, 时间延迟以及峰值都呈现出非单调的变化趋势。 为了探究出现这种现象的原因, 对样品的折射率以及吸收系数做了进一步的分析。 结果表明样品的折射率会随着样品中石英砂含量的增加而逐渐增大, 通过适用于本实验的有效介质理论能够解释这一现象。 样品对于太赫兹波段的吸收系数随着石英砂含量的增加呈现出先增大后减小的现象, 并且在石英砂质量分数为60%时达到最大值。 为了解释这一现象产生的原因, 利用扫描电子显微镜对样品的微观形貌进行观察, 发现随着石英砂含量的增加, 在压制样品时PE颗粒破碎程度加剧, 导致PE的粒径变小。 根据米氏散射以及瑞利散射的原理, 石英砂粒径不变而PE粒径减小, 随之降低的散射强度与石英砂的吸收效应发生竞争, 从而导致了吸收系数先增大后减小的现象。 进一步研究了石英砂粒径对实验结果的影响, 对不同粒径的石英砂样品进行测试, 发现折射率不随石英砂粒径的变化而改变, 但其吸收系数随着石英砂粒径的减小而逐渐减小。 根据米氏散射, 样品吸收系数的变化是由于散射强度随石英砂粒径的减小而逐渐减小。 研究表明, 样品中石英砂的含量和粒径都会对实验结果产生影响。 石英砂粒径相同时, 样品的吸收系数随石英砂含量的增加呈现先增大后减小的趋势, 样品的折射率随石英砂含量的增加而逐渐增大; 石英砂含量相同时, 样品的吸收系数随石英砂粒径的减小而逐渐减小, 而样品的折射率基本不变。 这一结论对矿物样品的制备以及对混合物的实验结果分析有一定程度的指导意义。

这项研究是利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术结合多元统计方法, 对14种外表看起来极其类似的不同苜蓿牧草品种进行鉴定识别的可行性研究。 通过实验测试获得苜蓿牧草品种在0.1～1.5 THz有效波段的吸收系数和折射率等光谱参数, 并且测试光谱揭示不同种类的苜蓿牧草在时间延迟、 吸收强度和折射率等物理参量的平均值上都有所不同。 尽管以上提到的这些太赫兹特征差异意味着太赫兹时域光谱(THz-TDS)鉴定识别牧草品种是可行的, 但是, 由于没有特征吸收峰作为指纹谱识别依据, 因此, 本文利用多元统计方法聚类分析(CA)和主成分分析(PCA)在光谱参数和不同品种的苜蓿草种之间建立模型用以进行辅助验证, 通过CA方法计算得到牧草间的欧氏距离以及通过PCA方法获得牧草的任何两个样本的PC1分值显示CA和PCA之间存在着很好的一致性, 说明CA和PCA两种多样统计方法均能反映牧草间的差异。 因此, 太赫兹时域光谱技术结合多元统计方法能够成为一种有效的快速检测识别不同苜蓿牧草品种的方法, 进而为将来建立牧草品种太赫兹光谱数据库奠定基础。

流体包裹体是研究矿物晶体演化的重要手段之一, 它能反映矿物演化最原始的信息(温度、 压力、 pH值等)。 在演化过程中, 温度压力等外界因素直接影响包裹体的数量和大小, 从而影响晶体的各种性质。 本文利用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS), 对不同生长温度下KCl晶体内部的包裹体进行了检测, 得到了样品的时域、 频域和吸收系数曲线, 并通过显微镜观察、 计算得到了样品内部包裹体的面积, 建立了包裹体面积和吸收系数的对应关系模型。 通过对样品的吸收系数和样品内部包裹体面积的对比, 可以看出二者具有相同的变化趋势, 即晶体内部包裹体面积越大, THz吸收系数越大, 说明THz吸收系数可以反映不同生长温度的晶体内部包裹体面积的变化情况, 解析包裹体面积对太赫兹光学参数的影响, 为流体包裹体的研究提供了一种新的有效途径。 该研究创新点在于利用THz-TDS快速检测晶体内部包裹体面积的变化情况, 说明了太赫兹技术完全可以用于包裹体的研究中, 为包裹体的研究提供了一种全新的快速、 无损的检测方法。

使用太赫兹时域光谱技术对生物饲料添加剂中的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌三种益生菌进行了室温、充氮环境下太赫兹时域光谱测试。得到了样品在0.2~1.6 THz波段的太赫兹吸收光谱和折射率谱。实验结果表明, 随着频率增加三种益生菌的THz波段的吸收系数是增加的, 并且有不同的吸收趋势及明显的特征吸收峰, 这意味着三种样品的分子及官能团的构成和存在状态是不同的。三种样品明显不同的平均折射率(分别是1.71, 1.67, 1.64)说明太赫兹光通过样品时所产生的色散和吸收是不同的, 这更有力地揭示三种样品的确具有不同的生物成分组成和结构。为了更好地比较和说明太赫兹波识别鉴定益生菌的优势, 还进行了同条件下的红外测试。通过对比发现菌制剂在太赫兹波段比在中红外波段更具有吸收活性, 更能体现其结构差别, 是红外光谱测试的有效辅助手段, 同时, 文中还依据益生菌的生物结构特征首次给出了机理上的解释和探讨。这项研究表明太赫兹时域光谱技术能够填补益生菌检测手段的匮乏, 为益生菌的检测乃至为其它生物饲料添加剂检测提供了一种行之有效的方法。

应用太赫兹时域光谱技术研究了烷基化汽油中烯烃在太赫兹波段的性质。以烷基化汽油中的2，4，4-三甲基戊烯为例，分析了其不同浓度在太赫兹波段产生的光谱响应。结果表明, 对于烯烃含量不同的烷基化汽油，其信号中的峰强具有明显不同，并随着浓度的变化呈线性变化。利用时域谱最大值和最小值之和拟合而成的预测曲线对两种未知浓度样品进行预测，其误差均小于0.5%。同时对其不同频率下的吸收系数进行拟合与分析。根据太赫兹光谱最原始的幅值信息及其吸收系数可对其中烯烃含量进行快速定性，甚至是定量分析, 为烷基化汽油中烃含量和品质的定量检测作基础。

太赫兹时域光谱技术可以分辨化合物结构上的微小差异并应用于物质检测与分析，为有机化工产品的鉴别及更宽有效光谱区的测试提供了新的实验方法.本文运用太赫兹时域光谱技术研究了甲醇、防冻液和刹车油在太赫兹波段的光学特性，在室温氮气环境中,得到了样品的时域谱和在0.2~2.5 THz波段的吸收谱.甲醇和防冻液、刹车油在此波段的吸收谱存在显著差异，甲醇的吸收峰位于0.35 THz、0.72 THz处，防冻液和刹车油的主要吸收峰位于0.62 THz处.实验表明，用太赫兹时域光谱技术可以检测防冻液和刹车油里是否掺有甲醇，进而判断其质量的优劣.