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《太赫兹波_terahertz_科学与技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、中国科学基金理刃年·学科进展与展望太赫兹波科学与技术‘卞幸‘贾冈弓汪力张希成二美国伦塞勒工学院物理系,美国纽约州特洛伊市卞吉林大学电子科学与工程学院,长春件中国科学院物理研究所,北京一些重要性质,,以及〔摘要〕本文介绍了太赫兹波的太赫兹波的产生和探测技术目前国际上在太赫兹波的基础研究和应用基础研究方面的最新进展,并简单讨论了太赫兹波技术的发展前景。,,,〔关键词太赫兹波发射器探测器成像太赫兹波通常定义为频率从一太赫兹范。围内的电磁波现在研究较多的中心区通常在。一太赫兹范围内太是兆兆的英文音译,所以太赫兹电磁波也被称为射线,属于远红外。线和
2、亚毫米波范畴这一频率范围内的电磁波具有份甲“粉币阅。丰富的科学内容和广阔的应用前景川、脚内,、、比时叹虽然至少在上一世纪年代就有人对太赫兹,图太赫兹空自区在电磁波谱中的位置产生了浓厚的科学上的兴趣川但是由于它夹在微波和红外线中间,在技术上它夹在传统的微波技术,和,射线的光子能量较低频率恰好是一太赫光学技术中间所以相当长一段时期很少有人问,,,以至于形成远红外线和亚兹时光子能量只有大约四毫电子伏特因此不能对津电磁波谱的这一波段,,生物组织产生有害的光电离和破坏适合于对生物毫米波空白区也就是太赫兹空白区如图所。示。,组织进行活体检查最近十多年
3、来由于用超快激光激发产生射,通过测量脉冲相于太赫兹电磁波信号的时线系统的发展促使对太赫兹空白区的研究有了很,,。域波形可以得到包括振幅和相位的光谱数据直接大发展但是与其他波段电磁波谱技术相比依然处,、。于不,给出吸收谱和色散谱或复介电常数复电导率发达状态如果要使太赫兹波科学和技术达到比较完善的程度,可。利用已发展的电光测量或偶极天线测量技能还需要四分之一个世纪术,可以得到具有很高的信噪比的太赫兹电磁波时太赫兹电磁波的独特性质域谱,并且具有对黑体辐射或者热背景不敏感的优点。凝聚态体系的声子吸收很多位于太赫兹波,,,由于以上这些独特的性质人们
4、对太赫兹波的段自由电子对太赫兹波也有很强的吸收和散射太。研究兴趣与日俱增现在世界范围内从事太赫兹科赫兹光谱分析是研究凝聚态材料中物理过程的一个,、。学与技术研究的课题组已超过一百个其中美国欧很好的工具特别对许多有机分子在太赫兹电磁波、段呈现出强烈的吸收和色散特性。这些特性是与有洲日本和中国台湾等国家和地区均投人了大量的。,机分子的转动和振动能级相联系的偶极跃迁造成人力和物力资源世纪年代初几年内发表,的。利用射线有可能通过特有的光谱特征识别有的关于脉冲太赫兹波的论文总共只有几十篇而到,。,机分子就像用指纹识别不同的人一样世纪末统计年来发表的
5、关于脉冲太赫兹波的本文于年月日收到第期贾刚等太赫兹波科学与技术论文超过篇。所研究的问题涉及物理、材料、对太赫兹波本身的研究信息、生物和医学等多个领域。电磁场对太赫兹波产生过程的影响太赫兹波发射器和探测器用飞秒激光脉冲激发半导体产生真实瞬态电流而,发射太赫兹电磁波时光电导偶极发射天线的偏太赫兹波发射器,太赫兹波发射源可以分为四大类激光器,置电压越大发射的太赫兹波也越强当利用晶体自,。身的表面场来驱动载流子产生太赫兹波时在某些包括自由电子激光器和气体激光器它们输出的太,赫兹波平均功率最高。电子发射器,包括耿氏晶体取向情况下用飞秒激光脉冲激发半
6、导体不产,,振荡器、布洛赫振荡器和冷等离子体生向前辐射的太赫兹波这时可以通过施加磁场在。。这,,洛伦兹力的作用下产生太赫兹波改变磁场的方等类发射器结构紧凑造价较低但目前尚未实,。。,目向还可以控制太赫兹波的极性用化光电导偶极天线前使用较多的是条形。,太赫兹波的传输和蝶形结构通过施加偏置电压用中等功率的激光,。自由空间的太赫兹波的传输可以采用常规脉冲激发能够产生脉冲功率很高的太赫兹波。,可,的光学技术为了控制太赫兹波的传输以利用飞秒激光脉冲激发的半导体晶体特别是其中的。抛物面镜和超半球硅透镜等光学元件准直或聚焦太电光晶体用飞秒激光激发半导体
7、晶体产生太赫兹赫兹波。最近,用硅衬底研制出的费涅尔透镜或费电磁波脉冲有两种方式一种是用光子能量大于半,涅尔波带片这种二元光学元件取得了更好的聚焦效导体禁带宽度的脉冲激光照射半导体使半导体中。产生电子、空穴对,在电场中产生载流子的瞬态输果,,太赫兹波在波导中的传输可应用于近场太运这种真实的瞬态电流的变化便会发射太赫兹电、、赫兹波器件太赫兹波互联太赫兹波准光学腔和实磁辐射另一种方案是用飞秒激光脉冲照射属于电。已经开展的研究有太现太赫兹波谱的超灵敏测量光晶体的半导体晶体,通过脉冲光整流效应产生太赫兹脉冲在圆形和矩形金属波导中的传输、单模太。赫兹
8、电磁辐射此类太赫兹波脉冲具有很宽的频、赫兹波在蓝宝石光纤中的传输单模太赫兹波在聚。谱乙烯介质带平板波导中的传输、太赫兹脉冲通过细太赫兹波探测器、,小孔径通过薄的和厚的金属狭缝的传输以及太赫太赫
