太赫兹(THz)辐射在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间,在这一频率区间包含了许多重要的物理和化学信息。起步于上世纪80年代的太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是一种新兴的、非常有效的相干探测技术,它可以同时获得振幅和相位的信息,避免了复杂的Kramer-Kronig转换过程及其所带来的不确定性。　　 液态分子特别是极性液态分子在远红外频段会发生很多分子间相互作用以及分子内的旋转及振动跃迁,这意味着在太赫兹波段会产生相应的吸收。其次,化学反应过程中电荷分布发生变化会引起溶剂分子的重排,这些运动进一步引起时间相干的溶剂低频转动光谱的变化。另外,很多生物大分子在THz波段有明显的特征吸收,而在液体环境下对其进行研究更具有生物学意义。因此,利用太赫兹时域光谱技术对液态物质进行研究具有重要的学术意义。　　 论文首先利用THz-TDS方法测量和分析了液态水在太赫兹波段的介电性质,并利用Debye弛豫理论对水的介电参数随频率的变化关系进行了拟合,获得了两个弛豫时间,分别对应于氢键网络的重排以及氢键的断裂和形成。随后讨论了不同浓度的NaCl水溶液在太赫兹波段的吸收行为,发现其吸收较之于水有较大的增强,主要来自于离子对在太赫兹电磁场下产生的取向弛豫以及由于溶剂化作用和离子的相对运动导致的平动及转动能力的增强。　　 论文还研究了几种有机物的水溶液在太赫兹波段的吸收性质。发现对于二氧六环水溶液,当水含量非常低时,混合液的吸收系数显著高于理想液体的吸收系数。我们推测纳米水或界面水的特殊性质是引起该现象的因为。　　 最后论文还探讨了乙醇水溶液在THz波段的吸收性质,发现混合液在整个浓度范围内的吸收都要小于理想溶液。分析认为,混合过程中由于乙醇接受氢键产生了增强结构,这个增强结构使得弛豫时间增长,从而使得混合液的吸收系数低于理想溶液的吸收系数。