国家标准计划《太赫兹时域光谱仪》由 TC103（全国光学和光子学标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国机械工业联合会。

主要起草单位 上海理工大学 。

本标准涉及赫兹时域光谱仪产品、其关键部件及辅助设备，适用于其的生产制造、校准测试以及应用过程。

太赫兹时域光谱仪（Terahertz Time-Domain Spectroscopy, 简称THz-TDS），作为太赫兹频段（0.1-10.0 THz）的核心探测装备，凭借其飞秒级时间分辨率、非电离检测特性及物质指纹谱解析能力，在生物医学（如肿瘤组织无标记病理分析）、先进材料（二维半导体载流子迁移率动态监测）、公共安全（爆炸物痕量光谱识别）及半导体工业（晶圆界面缺陷亚微米定位）等领域构建起不可替代的技术优势。

然而，我国尚未建立覆盖器件层（如光电导天线效率的强制要求）、系统层（动态范围的测试规范）和应用层（如活体检测误差容限标准）的全链条技术标准体系，直接导致三大结构性矛盾：其一，性能评价维度缺失（如时域信噪比测量方法存在5种并行方案），致使头部厂商设备检测精度离散度高，中小企业重复研发投入；其二，市场准入缺乏场景化验证标准（如工业在线检测需满足IP65防护等级），造成国产设备在半导体产线渗透率不足15%；其三，计量溯源体系不完善（如时域波形校准溯源链断裂），导致跨机构检测结果偏差超过40%，严重制约国产设备在药物质控等ISO17025认证场景的应用拓展。

通过构建太赫兹时域光谱仪的国家标准，可系统性规范太赫兹设备的系列核心指标，预计推动国产设备关键部件（如低温生长砷化镓光电导芯片）国产化率提升，并为半导体在线检测、生物医药快速筛查等百亿级市场提供标准化技术底座。

根据《国家标准化发展纲要》提出的“到2025年实现国家标准平均制定周期缩短至18个月”的目标，以及《“十四五”智能制造发展规划》中“深入推进标准化工作”的部署，太赫兹技术作为战略性新兴产业的关键领域，亟需通过标准制定引导产业规范化发展。

根据《国家标准化发展纲要》关于"战略性新兴产业标准供给周期压缩30%，2025年前实现国家标准平均制定周期缩短至18个月"的量化要求，以及《"十四五"智能制造发展规划》明确提出"在新型传感、先进检测等核心领域新增50项以上行业标准"的具体部署，太赫兹技术作为支撑6G通信（0.3-3THz频段资源开发）、生物安全（无标记病原体检测）和半导体产业（三维芯片缺陷定位）三大战略领域的前沿技术，其标准化建设已进入攻坚阶段。

数据显示，我国太赫兹领域近五年发明专利授权量年均增长26%，但对应技术标准仅新增7项，标准化进程滞后导致产业链出现关键瓶颈：核心器件适配性不足（如固态太赫兹源功率校准偏差±5dB）、跨平台数据互认障碍（不同厂商时域光谱数据兼容率＜60%）及场景验证体系缺失（工业在线检测场景标准覆盖率不足35%）。

为此，亟需构建"基础共性标准（太赫兹波与物质相互作用数据库）-产品性能标准（时域系统动态范围）-行业应用标准（半导体晶圆缺陷检测操作规范）"的三维标准体系，重点攻克太赫兹时域波形重复性（现行波动系数＞3%）等多个计量基准技术，通过建立标准研制与产业研发同步机制，预计可大幅提升太赫兹检测设备及核心部件的国产化率，支撑半导体产线检测效率提升，并为我国主导制定ISO/TC76国际标准中太赫兹频段资源分配、生物医学检测规程等关键标准提供技术依据，加速实现从技术突破向产业生态构建的跨越式发展。

太赫兹时域光谱仪作为太赫兹技术领域的核心设备之一，在国际领域，太赫兹时域光谱仪已形成成熟的研发与产业化体系，尤其以德国、日本和瑞士为技术引领者。

国内太赫兹时域光谱仪技术起步较晚，但近年来在核心器件与系统集成领域加速追赶。

多所高校（如电子科技大学、天津大学）与科研机构（如中国科学院上海微系统所）已突破飞秒激光器、光电导天线等关键技术，成功研制出自有知识产权的THz-TDS设备。

部分实验室通过超材料增强探测与人工智能信号处理算法，将动态范围提升至80 dB以上，并在半导体晶圆质检、爆炸物痕量检测及文物内部结构无损鉴定中实现初步应用。

综上，太赫兹时域光谱仪正从实验室走向产业化，其在生物医药、先进制造等领域的应用潜力将持续释放，为我国高端科学仪器自主化提供关键支撑。

1、标准范围 本标准规定了太赫兹时域光谱仪的仪器说明、要求、试验方法、标志、包装。 本标准适用于通过光电导天线激发的太赫兹时域光谱仪（以下简称“仪器”），其他激发方式可参照执行。 2、主要技术内容 2.1主要性能指标 1）仪器性能要求 2）工作条件要求 3）外观要求 4）仪器成套性 5）功能要求 6）环境适应性 7）运输、运输贮存要求 3、试验方法 3.1试验条件 3.2仪器技术性能试验 1）试验条件 除湿气体：干燥空气（纯度≥99.9%）或氮气（纯度≥99.9%）；金属片（尺寸须满足完全遮挡样品架通光孔径）；湿度计（湿度传感器可置于样品仓内，湿度显示范围10%～99%）；秒表。 2）光谱范围 采用透射测量模块进行测试： a）用一块金属片，完全遮挡住样品架通光孔径，由仪器测量一次时域信号，作为仪器的噪声Tn； b）取出金属片，再由仪器测量一次时域信号，作为仪器的空载时域信号Tr； c）仪器分别对Tn和Tr根据快速傅里叶变换计算其频谱功率信号Pfn和Pfr，以Pfr>Pfn的频率区间范围，作为仪器的频域光谱范围。 3）动态范围 将上一小节得到的Pfn与Pfr（线性坐标）代入公式(1)进行计算，得到仪器每个频率点的动态范围，取最大值，作为仪器的动态范围指标。 4）光谱分辨率 在水蒸气存在时（必要时可使用加湿器提升环境相对湿度），使用仪器测试空气中水蒸气的太赫兹吸收光谱，能够区分的最小频率差被认为是光谱分辨率。其中，“区分”的定义为：两个吸收峰中任意一个吸收峰的吸收强度应比两者之间吸收谷的吸收强度大3dB及以上。按照公式(2)计算光谱分辨率。 5）频率准确度 采集水蒸气吸收光谱，连续重复测量3次，记录1.1637 THz或1.6711 THz处特征峰的实际峰位值，按照公式(3)计算每次测量的频率准确度，取3次频率准确度中绝对值最大的一个为仪器的频率准确度。 6）频率重复性 将记录的水蒸气1.1637 THz或1.6711 THz处特征峰的实际峰位值代入公式(4)计算频率重复性。 7）扫描范围 仪器输出的时域信号数据最大时间延迟范围即为仪器扫描范围。 8）时域延迟精度 采集时域谱，连续重复测量3次，获得时域谱的实际峰位值，按照公式(5)计算时域延迟精度。 9）检测速度 根据仪器可采用的设置方法，可选择以下两种方法中的任意一种计算仪器检测速度。 方法1：在固定时间延迟范围60 ps下，用秒表计时，连续采集10秒钟，获得m条谱线，按照公式(6)计算检测速度。 方法2：在固定时间延迟范围60 ps下，连续采集500条数据，用秒表计时获得采集时间n，按照公式(7)计算检测速度。 3.3环境适应性试验 按GB/T 11606-2007的规定进行低温试验、高温试验、温度变化试验、恒定湿热试验和交变湿热试验。 3.4外观及装调检查 用目视、手感和装卸模块方式进行检查。 3.5运输、运输贮存试验 按GB/T 11606-2007的规定进行低温贮存试验、高温贮存试验、跌落试验和碰撞试验。