Nb5N6 thin film on silicon and silicon oxide: A good material for terahertz detection

Voltage responsivity of bolometer will benefit from high temperature coefficient of resistance （TCR） of the material. The Nb5N6 thin solid films we proposed in this paper have high TCR, compared with the commonly-used materials such as Nb and Bi. The films were sputtered on Si（100）, SiO2/Si（100）, SiO2 substrates by using radio frequency （rt） magnetron sputtering. The deposition conditions have been optimized to get high TCR. The highest TCR is over 0.91% K^-1 at 300 K and up to 4.5% K^-1 -7% K^-1 at 78 K, which is good enough to be used in terahertz detection and thermometer fabrication in the range from 78 K to 300 K.     

太赫兹时域光谱成像系统的研究进展

太赫兹时域光谱成像技术具有穿透性、超快时间分辨能力、指纹光谱特性、安全无辐射电离等显著特点,在物质成分光谱分析、工业材料无损检测领域具有独特的应用价值,成为近些年来的研究热点。基于此,从成像体制和成像算法两个方向进行介绍。在成像体制层面,全面介绍了逐点扫描成像、太赫兹焦平面成像、太赫兹光电导阵列成像等二维的成像方式,以及突破衍射极限的太赫兹近场成像技术;在成像算法层面,介绍了飞行时间成像和断层扫描成像技术等三维成像方式。列举了太赫兹技术在生物医学、无损检测、安防检测等领域的应用。最后总结了当前太赫兹时域光谱技术所面临的问题。     

基于超材料的太赫兹角度滤波器研究

提出了一种基于超材料的太赫兹低通角度滤波器,该角度滤波器是一种仅允许法向入射太赫兹波透过而将其他方向传播太赫兹波滤除的器件,其结构为螺旋的左右对称开口的金属双环.仿真结果表明,在0.94 THz频率处,该器件的透射效果随着入射角的增大明显降低,且对法向入射的透射率达到94.4％,3 dB角域带宽达到25.0°.所提出的太赫兹角度滤波器在角度波谱分析、雷达数据处理、隐私保护、高信噪比检测器等领域具有重要的应用前景.     

太赫兹成像和光谱在医疗领域的应用综述

在医疗领域中,人们对于太赫兹成像与光谱的研究早已不再停留于几年前的基础研究了,而是深入到了以组织、细胞、皮肤成像以及中医药学检测分析等的集中研究.相比传统意义上的医疗手段,如超声波、X光、核磁共振及红外线等,太赫兹波技术具有更加显著的优势,主要体现在宽带光谱分析能力强、分辨率高及耗能低等方面.围绕着太赫兹成像和光谱技术,主要对太赫兹技术在生物医学和中医药学方面的应用分别进行阐述,分析了其在人体皮肤组织、肿瘤、骨密度、癌症以及中草药方面应用的现状和发展,并在此基础上,提出此阶段所面临的各种问题,并对今后太赫兹发展做出展望.基于上述的研究进展为太赫兹成像和光谱技术在医疗领域的应用奠定了基础.     

改进YOLOv4算法的GFRP内部缺陷检测与识别

为实现航空玻璃纤维复合材料内部分层缺陷的智能识别,搭建了一种多自由度光纤耦合式太赫兹时域光谱系统,对带有模拟内部分层缺陷的样件进行检测,对检测结果图像进行了数据筛选、数据增强和数据标注,构建目标检测所用数据集.同时,提出了一种改进的YOLOv4算法,提高了缺陷智能识别的精度.实验结果表明,改进的YOLOv4算法在测试集得到91.05％ 的准确率和92.02％ 的召回率,分别较原YOLOv4算法提高了5.73％ 和8.51％,具有更强的特征提取能力,并展现出良好鲁棒性,明显消除了应用原YOLOv4算法的错检、漏检现象.     

A simple Fourier transform spectrometer for terahertz applications

A simple Fourier transform spectrometer was designed and constructed for the measurement of detectors,sources,passive devices and materials in the terahertz(THz) range.It can be operated at frequencies between 0.3 and 1.5 THz,using a 50-μm-thick Mylar-film beam splitter.The spectral range can be changed by altering the thickness of the beam splitter.The highest frequency resolution is 750 MHz.We studied the properties of heterodyne detectors including superconductor mixers and semiconductor harmonic mixers,direct detectors including an InSb semiconductor bolometer,superconducting tunnel junctions and the Golay cell,and sources including Gunn oscillators and a microwave source with its multipliers,as well as various materials and passive devices including Si wafers and metal mesh filters.     

Kramers-Kronig关系中外延函数指数因子确定?

在基于Kramers-Kronig(K-K)关系求解太赫兹(THz)频段介质的折射率和吸收系数时,针对反射率高频端外延指数函数的指数因子的确定问题,提出采用时域有限差分(FDTD)算法模拟优化指数因子的方法,从而保证提取介质折射率和吸收系数的精确性.该方法根据FDTD算法模拟与实测样品时域信号的最小二乘差来确定指数因子,当最小二乘差取极小值时所对应的指数因子即为最优解.葡萄糖多晶粉末压片的实验表明,采用本文所提出的利用FDTD算法模拟优化确定的指数因子为0.495,当用K-K关系求解折射率和吸收系数时得到的结果更加精确.     

Smart Processing in Materials Tectonics:Fabrication of Photonic Crystals for Terahertz Wave Control by Using Micro-Stereolithography

Photonic crystals with three-dimensional dielectric structures were fabricated to control terahertz waves effectively by using micro-stereolithography of a CAD/CAM process. The photonic crystals with a diamond structure composed of acrylic lattice with nanosized alumina particles were fabricated. Dense alumina structures were obtained by successive dewaxing and sintering in an air atmosphere. The electromagnetic wave properties of these samples were measured by using a terahertz spectroscopy device. The micro periodic structures exhibited perfect band gaps in the terahertz range. To control terahertz waves, micrometer sized electromagnetic devices for cavities, filters, and antennas will be necessary.     

直流和太拉赫兹交流驱动的半导体超晶格中的相干现象

综述了近年来对直流和太拉赫兹（THz)交流驱动的半导体超晶格中相干过程的研究,在Floquet态激子能谱结构的基础上,着重介绍了THz驱动,直流偏置下半导体超晶格中光学超快过程（包括线性吸收和非线性波混频等）的一些动力学效应,如激子Wannier-Stark 阶梯的嬖裂与摆动,动力学Fano共振,局域化与去局域化等,也讨论了用差频THz频段的双色准连续近红外激光作为THz激光源研究超晶格的可能性。     

温度对LiNbO3晶体THz辐射产生效率的影响

利用超短激光脉冲泵浦电光晶体LiNbO₃产生脉冲THz辐射, 并用非线性光学差频原理解释了THz的产生机制. 改变泵浦激光能量, 实验结果表明, THz脉冲波形的最大振幅与泵浦激光能量为平方关系, 随泵浦能量的增大, 晶体温度逐渐升高, 增加了对所产生THz辐射的吸收, 并逐渐偏离平方关系. 通过降低晶体温度, 减小TO声子-极化子因非谐振衰减为两个声学声子而引起的THz吸收, 提高了THz的产生效率. 