Anisotropic terahertz microspectroscopy
অ্যানিসোট্রপিক টেরাহার্টজ মাইক্রোস্পেকট্রোস্কোপি (এ. টি. এম) একটি স্পেকট্রোস্কোপিক কৌশল যেখানে একটি অ্যানিসোট্রপিক উপাদানের আণবিক কম্পনগুলি টেরাহার্টজ বিকিরণের ছোট পালস দিয়ে পরীক্ষা করা হয় যার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি উপাদানটির পৃষ্ঠের সমান্তরালে রৈখিকভাবে মেরুকৃত হয়। একক স্ফটিক সুক্রোজ, ফ্রুক্টোজ, অক্সালিক অ্যাসিড এবং আণবিক প্রোটিন স্ফটিকের সাথে জড়িত গবেষণায় কৌশলটি প্রদর্শিত হয়েছে যেখানে আণবিক কম্পনের স্থানিক অভিযোজন আগ্রহের বিষয়। ব্যাখ্যাঃ যখন আলোর সম্প্রচারিত রশ্মির বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তার প্রসারণের দিকের লম্বভাবে দোলন করে, তখন এটিকে একটি মেরুকৃত আড়াআড়ি তরঙ্গ বলা হয়। আড়াআড়ি সমতলে একটি নির্দিষ্ট কোণে সীমাবদ্ধ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সহ আলোকে রৈখিকভাবে মেরুকৃত বলা হয়। যখন রৈখিকভাবে মেরুকৃত আলো একটি আইসোট্রপিক উপাদানের মাধ্যমে সঞ্চারিত হয়-এমন একটি উপাদান যা সমস্ত স্থানিক দিকে একই ভৌত বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে-মেরুকৃত আলোর সমস্ত কোণের জন্য পরিমাপ করা হলে উপাদান দ্বারা শোষিত আলোর পরিমাণ একই হয়। ফলস্বরূপ শোষণ বর্ণালী মেরুকরণ কোণের একটি ফাংশন হিসাবে বৈশিষ্ট্যহীন। অ্যানিসোট্রপিক বলা হয় এমন একটি উপাদান বিভিন্ন ভৌত বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, যেমন শোষণ, প্রতিসরাঙ্ক, পরিবাহিতা ইত্যাদি, বিভিন্ন স্থানিক দিক বরাবর। সুতরাং, যখন আলোর একটি রৈখিক মেরুকৃত রশ্মি একটি অ্যানিসোট্রপিক উপাদানের মধ্য দিয়ে যায় এবং মেরুকরণের বিভিন্ন কোণের জন্য পরিমাপ করা হয়, তখন বিভিন্ন মেরুকরণ কোণের জন্য আলোর শোষণ ভিন্ন হয়। ফলস্বরূপ শোষণ বর্ণালী শোষণের বিভিন্ন মাত্রা প্রদর্শন করে যা অ্যানিসোট্রপির উপাদান মাত্রার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। যখন একটি মেরুকৃত টিএইচজেড আলোর রশ্মি একটি অ্যানিসোট্রপিক উপাদানের মাধ্যমে সঞ্চারিত হয়, তখন ফলস্বরূপ শোষণ বর্ণালী বিভিন্ন মাত্রায় শোষণ প্রদর্শন করে যা উপাদানটির অ্যানিসোট্রপির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। যদি একটি নির্দিষ্ট টিএইচজেড মেরুকরণ কোণে টিএইচজেড বর্ণালী জুড়ে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে (প্রায় 0.3 থেকে 3 টিএইচজেড) পরিমাপ করা হয়, তবে ফলস্বরূপ শোষণ বর্ণালীও ফ্রিকোয়েন্সি অনুসারে পরিবর্তিত হতে পারে। এটি ঘটে কারণ উপাদানের অণুগুলির কম্পনশীল মোডগুলি বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে আলো শোষণ করে। উদাহরণস্বরূপ, প্রোটিন অণুতে, এই কম্পনশীল মোডগুলির মধ্যে অনেকগুলি টেরাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সি সীমার মধ্যে দোলন করে। যখন কোনও উপাদানের অণুগুলিকে একই দিকে সাজানো হয়, তখন অ্যানিসোট্রপিক টেরাহার্টজ মাইক্রোস্পেকট্রোস্কোপি (এটিএম) ব্যবহার করে অণুগুলির অভ্যন্তরীণ কম্পন বৈশিষ্ট্যগুলি চিহ্নিত করা যেতে পারে। এই আণবিক বিন্যাস সুক্রোজ, ফ্রুক্টোজ, অক্সালিক অ্যাসিড এবং প্রোটিন স্ফটিকের মতো অন্যান্য আণবিক স্ফটিকের একক স্ফটিকগুলিতে পাওয়া যায়। কৌশল আজ অবধি, এটিএম কৌশলগুলি টিএইচজেড টাইম-ডোমেন স্পেকট্রোস্কোপি (টিএইচজেড-টিডিএস) ব্যবহার করেছে কারণ শক্তিশালী টিএইচজেড উত্স এবং অত্যন্ত সংবেদনশীল টিএইচজেড ডিটেক্টরগুলির ঐতিহাসিক অভাব রয়েছে যা ঘরের তাপমাত্রায় কাজ করে। আগ্রহের অনেক নমুনায় প্রচুর পরিমাণে জল থাকে যা টিএইচজেড বিকিরণকে দৃঢ়ভাবে শোষণ করে, এইভাবে একটি খুব শক্তিশালী টিএইচজেড উৎসের প্রয়োজন হয়। অত্যন্ত সংবেদনশীল টিএইচজেড ডিটেক্টর ব্যবহার করার চেষ্টা করার সময় এই প্রয়োজনীয়তা আরও বৃদ্ধি পায় যার জন্য প্রচলিতভাবে তরল হিলিয়াম তাপমাত্রায় সুপারকুলিংয়ের প্রয়োজন হয়। আরও খারাপ, এই ডিটেক্টরগুলির সুপারকুলিংয়ের প্রয়োজনীয়তা টিএইচজেড সনাক্তকরণকে বিশ্বজুড়ে অনেক গবেষকের কাছে অনুপলব্ধ করে তুলেছে কারণ এর অভাবের কারণে তরল হিলিয়ামের দাম সাম্প্রতিক তীব্র বৃদ্ধি পেয়েছে। টিএইচজেড সনাক্তকরণের বাধাগুলি এড়াতে, টিএইচজেড-টিডিএস ব্যবহার করা হয় কারণ এটির জন্য বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বর্ণালীর নিকটবর্তী ইনফ্রারেড অঞ্চলে সংবেদনশীল সাধারণভাবে উপলব্ধ ইনফ্রারেড ডিটেক্টরগুলির প্রয়োজন হয়-সাধারণত 800 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কাছাকাছি। এই ক্ষেত্রে, একটি ইলেক্ট্রো-অপটিক (ইও) স্ফটিক, যেমন গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (জিএএন), দস্তা টেলুরাইড (জেডএনটিই), সাধারণত একটি নমুনার মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে টিএইচজেড আলোর পরিবর্তনগুলি সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। ইও স্ফটিকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত আলোর একটি সমন্বিত ইনফ্রারেড রশ্মির মেরুকরণ বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হয়। এই মেরুকরণ পরিবর্তনটি একটি ইনফ্রারেড ডিটেক্টর দ্বারা সনাক্ত করা হয়, যাকে ব্যালেন্স ডিটেক্টর বলা হয়, যা ইনফ্রারেড বিমের দুটি লম্ব মেরুকরণ উপাদানের মাত্রার তুলনা করে। যতক্ষণ না আরও শক্তিশালী টিএইচজেড উৎসগুলি যা একটি বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা এবং আরও সংবেদনশীল কক্ষ তাপমাত্রা টিএইচজেড ডিটেক্টর সরবরাহ করে তা উপলব্ধি করা হয়, টিএইচজেড-টিডিএস এটিএমের জন্য একটি নির্ভরযোগ্য কৌশল হিসাবে রয়ে গেছে। এ. টি. এম-এ ব্যবহৃত টি. এইচ. জি-টি. ডি. এস কৌশলগুলিকে দুটি বিভাগে ভাগ করা যেতে পারেঃ আবর্তিত নমুনা এবং স্থির নমুনা। ঐতিহাসিকভাবে, পূর্ববর্তী কৌশলটি একটি টিএইচজেড রশ্মির কেন্দ্রস্থলে নমুনার আবর্তনের সাথে জড়িত ছিল যখন ডিটেক্টরটি দূরবর্তী ক্ষেত্রে নমুনা থেকে দূরে স্থাপন করা হয়। অনেক যান্ত্রিক কারণে, তবে, একটি স্থির নমুনা কৌশল পছন্দ করা হয়। স্থির নমুনা এ. টি. এম-এ, একটি মেরুকৃত টি. এইচ. জি রশ্মি রশ্মির প্রসারণের দিকে লম্বভাবে একটি সমতলে 360° ঘোরানো হয় এবং সাধারণত একটি নিকট-ক্ষেত্র সনাক্তকরণ প্রকল্প ব্যবহার করে যেখানে নমুনাটি একটি ই. ও স্ফটিকের সাথে সরাসরি যোগাযোগে মাউন্ট করা হয় যা পরবর্তীকালে একটি টি. এইচ. জি-টি. ডি. এস কনফিগারেশনে ইনফ্রারেড রশ্মি দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়। ঘূর্ণিত নমুনা এ. টি. এম মূল এ. টি. এম কৌশলগুলির মধ্যে একটি যান্ত্রিকভাবে ঘূর্ণিত নমুনা মাউন্ট ব্যবহার করে একটি রৈখিকভাবে মেরুকৃত টি. এইচ. জি রশ্মির কেন্দ্রবিন্দুতে নমুনাটি ঘোরানো জড়িত। এই কারণে, বিন্যাসটি সাধারণত একটি দূরবর্তী ক্ষেত্রের যন্ত্র যেখানে একটি ভারসাম্যপূর্ণ আবিষ্কারক (ইনফ্রারেড আলোর প্রতি সংবেদনশীল) নমুনা থেকে যথেষ্ট দূরত্বে স্থাপন করা হয়। টেরাহার্টজ টাইম-ডোমেন স্পেকট্রোস্কোপি বিন্যাসে, ইনফ্রারেড এবং টিএইচজেড উভয় রশ্মিই জেডএনটিই বা জিএপি-র মতো ইলেক্ট্রো-অপটিক (ইও) স্ফটিকের মাধ্যমে সঞ্চারিত হয়। এখানে, ইনফ্রারেড রশ্মি টিএইচজেড রশ্মির কারণে ইও স্ফটিকের বাইরফ্রিনজেন্সের পরিবর্তন সনাক্ত করে। যখন একটি নমুনা টি. এইচ. জি রশ্মির মধ্যে স্থাপন করা হয়, তখন মেরুকৃত টি. এইচ. জি রশ্মির বিচ্যুতি ঘটে এবং ই. ও স্ফটিকের বাইরফ্রিনজেন্সের ফলস্বরূপ মাত্রা পরিবর্তিত হয়। ইনফ্রারেড রশ্মির ফলে সৃষ্ট বিশৃঙ্খলা ব্যালেন্সড ডিটেক্টরে অনুভূত হয়। ঘূর্ণিত নমুনা এটিএম বড় নমুনার (0.1 থেকে 1 সেমি) জন্য খুব কার্যকর। যাইহোক, উদাহরণস্বরূপ, প্রোটিন স্ফটিকের মতো নমুনাগুলি পরিমাপ করার সময় যা অবশ্যই একটি হাইড্রেশন চেম্বারের ভিতরে পৃথক করা আবশ্যক, নমুনাটি সহজেই ঘোরানো যায় না। উপরন্তু, একটি টিএইচজেড রশ্মির সুনির্দিষ্ট কেন্দ্রবিন্দুতে একটি ঘূর্ণিত নমুনার একই অবস্থান বজায় রাখা চ্যালেঞ্জিং। যন্ত্রের নকশা একটি ঘূর্ণিত নমুনা দিয়ে নকশাকৃত একটি এ. টি. এম সাধারণত একটি সময়-ক্ষেত্র স্পেকট্রোস্কোপি কৌশল ব্যবহার করে একটি দূর-ক্ষেত্র পরিমাপ বিন্যাস। একটি উচ্চ শক্তির ইনফ্রারেড লেজার সাধারণত ব্যবহার করা হয়। এর রশ্মি একটি বিমস্প্লিটার দ্বারা দুটি অপটিক্যাল পথে বিভক্ত করা হয়ঃ একটি প্রোব রশ্মি এবং একটি টিএইচজেড প্রজন্মের রশ্মি। সাধারণত ভোল্টেজ-পালসড ফোটোকন্ডাক্টিভ অ্যান্টেনা দ্বারা উত্পন্ন টিএইচজেড আলোর শক্তি সর্বাধিক করার জন্য টিএইচজেড প্রজন্মের রশ্মি সাধারণত এনআইআর শক্তির বৃহত্তর ভগ্নাংশ গ্রহণ করে। উৎপাদিত টিএইচজেড আলো একটি হাইপার-হেমিস্ফেরিকাল সিলিকন লেন্সের মাধ্যমে সংগ্রহ করা হয় এবং একটি অফ-অ্যাক্সিস প্যারাবোলিক আয়নায় পাঠানো হয় যা প্রায়শই একটি সাধারণ তারের গ্রিড দিয়ে তৈরি টিএইচজেড পোলারাইজার দ্বারা মেরুকরণের জন্য টিএইচজেড বিমকে মিলিত করে। রৈখিকভাবে মেরুকৃত টিএইচজেড রশ্মিটি তারপর একটি দ্বিতীয় অফ-অ্যাক্সিস প্যারাবলিক আয়না দ্বারা নমুনার উপর কেন্দ্রীভূত করা হয়। নমুনার মাধ্যমে প্রেরিত টিএইচজেড রশ্মিটি আবার একটি তৃতীয় অফ-অ্যাক্সিস প্যারাবোলিক আয়না দ্বারা সংগ্রহ করা হয়, একটি চতুর্থ প্যারাবোলিক আয়নাতে মিলিত হয় যা তারপর একটি ইলেক্ট্রো-অপটিক (ইও) স্ফটিকের উপর মরীচিটিকে কেন্দ্রীভূত করে যার বায়ারফ্রিনজেন্স টিএইচজেড রশ্মির শক্তি দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয়। এনআইআর প্রোব বিমটি টিএইচজেড বিম দ্বারা সৃষ্ট বায়ারফ্রিনজেন্সের প্ররোচিত ডিগ্রি অনুসন্ধানের জন্য ইও স্ফটিকের মধ্য দিয়ে পাস করা হয় এবং একটি সনাক্তকরণ মডিউলে পাস করা হয় যা প্রায়শই একটি এনআইআর কোয়ার্টার ওয়েভ প্লেট, একটি ওলাস্টন প্রিজম নিয়ে গঠিত যা প্রোব বিমের অর্থোগোনাল মেরুকরণ অবস্থাকে দুটি অপটিক্যাল পথে পৃথক করে যা পৃথকভাবে একটি ভারসাম্যপূর্ণ ডিটেক্টরে সনাক্ত করা হয়। ব্যালেন্সড ডিটেক্টর দ্বারা রিপোর্ট করা ফলস্বরূপ সংকেতটি এনআইআর প্রোব বিমের এই দুটি অর্থোগোনাল উপাদানের মাত্রার পার্থক্যের একটি পরিমাপ এবং তাই নমুনার মধ্য দিয়ে যাওয়া টিএইচজেড রশ্মি দ্বারা ইও স্ফটিকের মধ্যে প্ররোচিত বায়ারফ্রিঞ্জেন্সের ডিগ্রির একটি সরাসরি সম্পর্ক। স্থির নমুনা এ. টি. এম পূর্বে "আদর্শ এ. টি. এম" এবং "মেরুকরণ-পরিবর্তিত এ. টি. এম" নামে পরিচিত, স্থির নমুনা এ. টি. এম (এস. এস. এ. টি. এম)-এ জিজ্ঞাসাবাদকৃত উপাদানের নমুনার সমান্তরালে টাইম-ডোমেন স্পেকট্রোস্কোপি (টি. ডি. এস) বিন্যাসে টি. এইচ. জি বিমের রৈখিক মেরুকৃত অবস্থার ঘূর্ণন জড়িত। একটি এসএসএটিএম বিন্যাসে, টিএইচজেড মরীচি মেরুকরণটি মরীচিটির প্রসারণের দিকে লম্বভাবে একটি সমতলে 360° এর মধ্য দিয়ে ঘোরানো হয়। নমুনার অ্যানিসোট্রপির পরিমাপ বিভিন্ন টিএইচজেড মেরুকরণ কোণে পরিমাপ করা হয়। এসএসএটিএম-এর জন্য টিএইচজেড মেরুকরণ ঘূর্ণন অর্জনের জন্য কমপক্ষে দুটি পদ্ধতি প্রদর্শিত হয়েছেঃ 1) একটি ইনফ্রারেড পোলারাইজারের সাথে একটি টিএইচজেড কোয়ার্টার ওয়েভপ্লেট (টিএইচজেড-কিউডব্লিউপি) ব্যবহার করে এবং 2) আলোকপরিবাহী অ্যান্টেনা ঘোরানো। একটি টিএইচজেড-কিউডব্লিউপি এবং একটি ইনফ্রারেড পোলারাইজার নিয়োগের ক্ষেত্রে, পরিমাপ করা সংকেতের মাত্রা, যেখানে টিএইচজেড প্রজন্ম এবং একটি টিএইচজেড-টিডিএস সিস্টেমে সনাক্ত করা পালসের মধ্যে একটি সময় বিলম্ব নির্ভর করে টিএইচজেড আলোর আপেক্ষিক মেরুকরণ কোণ এবং আল্ট্রাফাস্ট নিয়ার-ইনফ্রারেড (এনআইআর) প্রোব বিমের মেরুকরণ কোণের উপর, সম্পর্কের ভিত্তিতে নমুনাটিতে উদ্দেশ্য হল সমস্ত পরিমাপের কোণের জন্য নমুনায় টিএইচজেড বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সমান মাত্রা বজায় রাখা। এর জন্য প্রত্যেকের জন্য সমন্বয় প্রয়োজন। একটি এসএসএটিএম যন্ত্র সাধারণত একটি টাইম-ডোমেন স্পেকট্রোস্কোপি কনফিগারেশনে ডিজাইন করা হয় যেখানে একটি উচ্চ শক্তির ইনফ্রারেড লেজার রশ্মি একটি বিমস্প্লিটার দ্বারা দুটি অপটিক্যাল পথে বিভক্ত করা হয়। প্রথম আলোকীয় পথটি প্রায়শই উৎপাদিত টিএইচজেড আলোর আউটপুট শক্তি সর্বাধিক করার জন্য লেজারের আলোকীয় শক্তির একটি বৃহত্তর ভগ্নাংশ গ্রহণ করে। টিএইচজেড আলো প্রায়শই একটি ভোল্টেজ-পালসড ফোটোকন্ডাক্টিভ অ্যান্টেনা দিয়ে তৈরি হয়, যা একটি হাইপার-হেমিস্ফেরিকাল সিলিকন লেন্স দিয়ে সংগ্রহ করা হয়, একটি অফ-অ্যাক্সিস প্যারাবোলিক আয়না ব্যবহার করে মিলিত হয় যা পরে একটি টিএইচজেড পোলারাইজারের মধ্য দিয়ে যায়, দুটি প্ল্যানার আয়না এবং একটি ডান-কোণযুক্ত উচ্চ-প্রতিরোধী সিলিকন প্রিজম দিয়ে নির্মিত টিএইচজেড কোয়ার্টার ওয়েভপ্লেট দ্বারা বৃত্তাকার তৈরি করে বৃত্তাকার মেরুকৃত আলো তৈরি করে। একটি দ্বিতীয় টিএইচজেড মেরুকরণকারী বৃত্তাকার মেরুকৃত টিএইচজেড আলো থেকে সেই কোণটি নির্বাচন করে যেখানে প্রতিটি পরিমাপ করা হয় যখন আলোটি মরীচিটির কেন্দ্রস্থলে অবস্থিত একটি নমুনায় পৌঁছায় এবং প্রায়শই জেডএনটিই বা জিএপি দিয়ে তৈরি একটি বৈদ্যুতিন-অপটিক স্ফটিকের সাথে সরাসরি যোগাযোগে মাউন্ট করা হয়। দ্বিতীয় আলোকীয় পথে একটি বিলম্ব পর্যায়ে মাউন্ট করা একটি রেট্রো-রিফ্লেক্টর আয়না রয়েছে যা নমুনায় টিএইচজেড আলোর বিলম্ব সময়ের সাথে মেলে এনআইআর বিমের উড়ানের সময়কে সামঞ্জস্য করে। এনআইআর রশ্মিটি রৈখিকভাবে মেরুকৃত এবং সনাক্তকরণের জন্য উপযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সিতে কাটা হয়, নমুনা দ্বারা টিএইচজেড শোষণের মাত্রার কারণে এর বাইরফ্রিনজেন্সের পরিবর্তন পরিমাপ করার জন্য ইও স্ফটিকের দিকে পরিচালিত হয়। এনআইআর রশ্মি নমুনা/ইও স্ফটিক ইন্টারফেস দ্বারা প্রতিফলিত হয় এবং সনাক্তকরণ মডিউলের দিকে পরিচালিত হয় যা প্রায়শই একটি এনআইআর কোয়ার্টার ওয়েভপ্লেট, একটি ওলাস্টন প্রিজম নিয়ে গঠিত যা একটি ভারসাম্যপূর্ণ ডিটেক্টরে দুটি ডিটেক্টরের দিকে আলোর লম্ব মেরুকরণ অবস্থা নির্বাচন করে। সনাক্ত সংকেতটি দুটি লম্ব মেরুকরণ অবস্থার মাত্রার পার্থক্যের একটি পরিমাপ এবং নমুনা দ্বারা বিক্ষিপ্ত টিএইচজেড আলো দ্বারা ইও স্ফটিকের মধ্যে প্ররোচিত বায়ারফ্রিনজেন্সের ডিগ্রির সাথে মিলে যায়। টিএইচজেড কোয়ার্টার ওয়েভপ্লেট নমুনায় সমান বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাত্রার টিএইচজেড মেরুকরণের সম্পূর্ণ 360° ঘূর্ণন প্রদানের একটি কৌশল হল মেরুকরণের একটি বৃত্তাকার অবস্থা তৈরি করা, তারপরে টিএইচজেড মেরুকরণের সাহায্যে বৃত্তাকার মেরুকৃত রশ্মি থেকে নির্দিষ্ট রৈখিক মেরুকরণ অবস্থা নির্বাচন করা। একটি বৃত্তাকার মেরুকরণ অবস্থা এক চতুর্থাংশ তরঙ্গফলক দ্বারা তৈরি হতে পারে, তবে, সাধারণ আলোকীয় তরঙ্গফলকগুলি সাধারণত বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বর্ণালীর দৃশ্যমান, কাছাকাছি এবং মধ্য-ইনফ্রারেড অঞ্চলের জন্য ডিজাইন করা হয়। টিএইচজেড ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা একটি চতুর্থাংশ তরঙ্গফলক ইনপুট/আউটপুট হিসাবে ধাতু-লেপা সমতলীয় আয়না সহ একটি ডান-কোণ সিলিকন প্রিজম নিয়ে গঠিত। বিশেষত, সিলিকন প্রিজম প্রিজমের দীর্ঘ মুখে একক মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন সহ একটি ফ্রেন্সেল রম্বের অনুরূপ কাজ করে এবং এটি একটি নিষ্ক্রিয় ব্রডব্যান্ড উপাদান যা পরিমাপের সময় একটি বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি সুইপের অনুমতি দেয়। অন্যান্য সম্পর্কিত মাইক্রোস্পেকট্রোস্কোপি কৌশলের তুলনায় এটিএম-এর কয়েকটি সুবিধার মধ্যে রয়েছে নমুনায় টিএইচজেড বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অভিযোজন এবং হাইড্রেশন, ক্রায়ো-কুলিং এবং নির্বাসনের মতো পরিবেশগত অবস্থার প্রতি সংবেদনশীল উপকরণগুলি সহজেই পরিমাপ করার ক্ষমতা। নমুনায় টিএইচজেড মেরুকরণ অভিযোজন এটিএম-এর একটি মূল বৈশিষ্ট্য হল নমুনায় টিএইচজেড আলোর মেরুকৃত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অভিযোজন। বিশেষত, অন্যান্য মাইক্রোস্পেকট্রোস্কোপি কৌশল যেমন স্ক্যাটারিং নিয়ার-ফিল্ড অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি (এস-এস. এন. ও. এম)-এর বিপরীতে, জিজ্ঞাসাবাদকারী টি. এইচ. জি ক্ষেত্রের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি নমুনার পৃষ্ঠের সমান্তরাল। এস-এস. এন. ও. এম-এ, দোলনশীল ধাতব প্রোব টিপের আকৃতি টি. এইচ. জেড মেরুকরণকে মূলত নমুনা পৃষ্ঠের লম্ব দিকে পরিচালিত করে। পরিবেশগতভাবে সংবেদনশীল নমুনা উপাদান জীবজন্তু সাধারণত প্রচুর পরিমাণে জল নিয়ে গঠিত। আগ্রহের অনেক অ্যানিসোট্রপিক পদার্থ জৈবিক প্রকৃতির এবং যেমন স্পেকট্রোস্কোপিক পরিমাপের সময় হাইড্রেশন প্রয়োজন। যদিও একটি হাইড্রেটেড নমুনা চেম্বারের অভ্যন্তরে উপকরণের বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করার জন্য কিছু সীমিত অভিনব কৌশল সম্প্রতি রিপোর্ট করা হয়েছে, এটিএমের প্রাথমিক নকশার প্রয়োজনীয়তা হল যে উপাদানটি এমন একটি উইন্ডোর মাধ্যমে অ্যাক্সেসযোগ্য যা কোয়ার্টজের মতো টিএইচজেড আলোতে স্বচ্ছ। একইভাবে, ক্রায়ো-কুলিং বা নিম্ন চাপের ভ্যাকুয়াম পরিবেশের প্রয়োজনীয় নমুনাগুলি টিএইচজেড-স্বচ্ছ উইন্ডো উপকরণ ব্যবহার করে এটিএম-এ সহজেই জিজ্ঞাসাবাদ করা হয়। অ্যানিসোট্রপিক টেরাহার্টজ মাইক্রোস্পেকট্রোসোপি (এ. টি. এম) ডি. এন. এ এবং প্রোটিনের কাঠামোগত জীববিজ্ঞান এবং আণবিক আঙুলের ছাপের ক্ষেত্রে প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে। এই কৌশলটি ওষুধ আবিষ্কার এবং পাতলা ফিল্মের কঠিন অবস্থার উপাদানগুলির টিএইচজেড ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্য অধ্যয়নের জন্যও উপযুক্ত। প্রোটিনের আণবিক গতির প্রতি বিশেষ মনোযোগ দেওয়া হয় যেখানে বর্ণালীর টেরাহার্টজ পরিসরে ফ্রিকোয়েন্সিতে অনেক কাঠামোগত পরিবর্তন ঘটে (0.3 টি. এইচ. জি থেকে 3 টি. এইচ. জি)। এই কাঠামোগত পরিবর্তনগুলির মধ্যে রয়েছে কব্জির গতি যেখানে অণুর দুটি অঞ্চল একটি নমনীয় আণবিক কাঠামো দ্বারা সংযুক্ত থাকে যা যান্ত্রিক কব্জি বা কনুইয়ের মতো বাঁকানো থাকে। এটিএম রৈখিকভাবে মেরুকৃত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ব্যবহারের কারণে যে স্থানিক দিকে কব্জির গতি ঘটে তা পরিমাপ করতে অনন্যভাবে সক্ষম। প্রোটিন ডাইনামিক্স এ. টি. এম প্রোটিনে অনুরণিত আণবিক কম্পন পরিমাপের জন্য অনন্যভাবে উপযুক্ত। প্রোটিনে আণবিক গতি বর্ণালীর টেরাহার্টজ পরিসরে ফ্রিকোয়েন্সি সহ ঘটে (0.3 টিএইচজেড থেকে 3 টিএইচজেড)। এই কাঠামোগত পরিবর্তনগুলির মধ্যে রয়েছে কব্জির গতি যেখানে অণুর দুটি অঞ্চল নমনীয় উপায়ে একত্রে সংযুক্ত থাকে যা যান্ত্রিক কব্জি বা জয়েন্টের মতো বাঁকানো এবং প্রোটিন অণুর সিস্টেমের মধ্যে ঘটে যাওয়া অন্যান্য গঠনমূলক পরিবর্তন। প্রোটিন অণুগুলি সাধারণত জলের অণু দ্বারা বেষ্টিত থাকে এবং এলোমেলোভাবে সাজানো থাকে। এই কারণে, প্রোটিন অণুগুলিকে স্ফটিক আকারে এমনভাবে সাজানো সাধারণ বিষয় যাতে তাদের অভিমুখ একই থাকে। বিশেষ করে, একটি প্রোটিন স্ফটিকের মধ্যে সমস্ত প্রোটিন অণুর দ্বিমেরু স্বাভাবিকভাবেই সারিবদ্ধ থাকে। এটি আমাদের মেরুকৃত টিএইচজেড আলো দিয়ে মাইক্রোস্পেকট্রোস্কোপি সম্পাদন করতে এবং অণুর মধ্যে কম্পনের স্থানিক অভিযোজন নির্ধারণ করতে সহায়তা করে। তথ্যসূত্র টেরাহার্টজ প্রযুক্তি স্পেকট্রোস্কোপি বৈজ্ঞানিক কৌশল