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太赫兹(THz)作为一种高频电磁波，是指频率从0.1 THz到10THz，介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是基于超短相干脉冲的THz产生和探测原理，它利用物质对THz辐射的不同特征吸收谱来分析物质的成分、结构及其的细微变化以及相互作用关系，因而近年来被广泛运用于化学、生物材料在THz波段的光学特性研究。
本文利用THz-TDS技术并结合量子化学计算方法对最有生物学意义的糖类中最具代表性物质--葡萄糖(单糖)和乳糖(二糖)进行了THz光谱测量和研究，另外对具有手性的药物分子--奥硝唑进行了随温度变化的THz光谱的测量和讨论。主要结果有(1)对葡萄糖的两种结晶体(葡萄糖和一水葡萄糖)进行了常温测量，得到了二者常温的吸收谱，利用量子化学计算方法，对一水葡萄糖的振动光谱进行了理论模拟，并对一水葡萄糖的振动模式进行了指认，认为一水葡萄糖的吸收峰(1.44THz、1.82THz、1.98THz和2.43THz附近)均是关于分子间氢键相互作用的扭转振动。(2)对一水乳糖进行了低温实验，利用量子化学计算方法，对一水乳糖的振动频率和振动强度进行了理论模拟，并结合实验测量结果对乳糖在低温环境下的振动模式进行了指认，认为0.53THz是纯分子间氢键的伸缩振动，1.43THz是关于乳糖分子及其与水之间的氢键骨架的扭转振动。(3)对手性对映体奥硝唑及其外消旋化合物随温度变化的THz光谱进行了测量分析，温度变化范围为6 K到298 K。对常温下的D-、L-和DL-奥硝唑的频谱进行了比较，认为常温时D-、L-奥硝唑的吸收峰几乎相同，但与DL-奥硝唑的吸收峰存在差异，说明THz-TDS技术可以鉴别物质结构存在微小差异的化合物；比较了常温下与低温下吸收峰的区别，在低温时观察到了在常温时很难分辨的吸收峰；对吸收峰的频率随温度变化的关系作了拟合，发现振动模式随温度变化符合Bose-Einstein统计规律；利用量子化学计算方法，对D-和L-奥硝唑分子及其消旋体的振动光谱进行了理论模拟，并对实验的特征吸收峰进行微观振动模式的理论分析。