THz技术进展

THz(10^12Hz)技术是二十世纪八十年代末发展起来的一种新技术，它在很多基础研究领域、工业应用领域、医学领域、军事领域以及生物领域中有相当重要的应用前景。本文从总体上介绍了THz技术的基本研究情况，包括它的产生、探测机理研究，THz光谱应用研究及THz成像研究，并介绍了目前THz技术研究中亟待解决的一些问题。     

太赫兹电磁波在生物医学领域中的应用原理及进展

结合THz电磁波的特点和相关理论综合介绍了THz电磁波在生物医学领域的应用情况和进展状况，并且阐述了THz在生物医学领域所面临的问题及相关技术的发展．     

太赫兹技术在通信方面的研究进展

随着超快激光技术的发展以及人们对THz波段及脉冲光源认识的进一步深入,太赫兹技术作为一种新的,快速发展的技术在许多领域备受关注.尤其在安全检测及反恐、医疗诊断及生物技术、物体成像、电子对抗及信息领域等的应用方面,太赫兹技术已经得到了广泛的应用.并显示出了它的广阔的应用前景.着重介绍了与微波技术和红外技术相比,太赫兹技术应用于通信方面的一些独特的优势,以及与通信相关的太赫兹技术的进展情况,还初步地探讨了太赫兹通信技术亟待解决的问题.     

Recent progress in terahertz science and technology

The relatively new technique of coherent electromagnetic radiation, in the region of 1012 Hz, has potential to detect the nature of low energy processes in physics, chemistry and biomedicine. In this review article, an overview of recent progress of terahertz (THz) science and technology is presented. The development of the THz generation and detection system, the THz radiation applications which include THz time-domain spectroscopy and T-ray imaging, and the future potential of THz wave research are discussed.     

太赫兹技术与在太赫兹波段的超光速研究

首先综述了太赫兹电磁辐射的性质和特点、太赫兹电磁辐射的产生和探测、以及太赫兹技术的应用.文章重点介绍了太赫兹波段的超光速研究进展,这里以介绍英国Strathclyde大学Klaas Wynne等人的若干实验结果为主.     

太赫兹波段树枝状三维各向同性左手材料设计及特性研究

基于微波段二维树枝状左手材料的设计思想,设计了太赫兹波段的三维各向同性左手材料结构单元模型.采用金属Drude模型,运用等效媒质理论,仿真模拟了结构单元的电磁响应特性,计算了结构单元的有关电磁参数,分析了其缺陷效应和吸波特性.结果表明折射率在太赫兹波段1.17¹.38 THz之间为负值,并通过模拟负折射验证了其左手特性;在缺陷严重情况下,其左手特性将消失;通过对模型进行改进,在1.47 THz处出现了一个吸收峰,吸收率高达98%.该模型结构简单,研究结果为采用自上而下的方法制备三维太赫兹波段左手材料指出了途径.     

氟掺杂氧化锡薄膜电活性缺陷密度的太赫兹谱探测

从理论上分析了电场应力前后氟掺杂氧化锡（FTO）薄膜的能带结构和传导机理,提取了应力前后FTO薄膜的太赫兹电导率。采用Drude模型对应力前的FTO薄膜太赫兹（THz）电导进行了仿真;采用了Hopping模型对应力后的THz电导进行了仿真,实验与仿真结果一致。结果表明,应力后FTO的电导率提高了3个数量级,源于电场作用下的粒子内作用电导和粒子间作用（陷阱辅助隧穿）电导。通过适合的电导仿真模型,可以清楚地区分出陷阱辅助隧穿电导,从而提取FTO薄膜的陷阱密度。研究结果为利用太赫兹光谱提取半导体薄膜缺陷密度提供了一种便捷的新方法。     

基于超表面的宽带太赫兹热释电探测器设计

为了解决传统太赫兹（THz）探测器吸收效率低,频率范围小的问题,提出将双层超表面吸收阵列结构与钽酸锂热释电探测器相贴合,构成宽带太赫兹超表面热释电探测器。采用MATLAB和CST联合仿真的优化方法对超表面结构进行按需优化;使用ANSYS对热释电探测器进行仿真分析,得到敏感层、绝热层等特征参数对太赫兹热释电探测器的温度变化率以及响应电流的影响。结果表明,采用超表面阵列结构提高了全THz波段的探测性能,凳型热释电探测器在给定条件下的平均热释电电流输出为31.52 pA。使用超表面作为吸收结构可以使热释电探测器具有连续且高效的吸波特性,为宽带太赫兹探测器的设计提供参考。     

基于被动太赫兹波图像的图像分割技术

研究被动太赫兹波图像的图像分割算法. 针对被动太赫兹波图像水平和竖直方向平滑程度不同的特点,提出了一种改进的高斯-拉普拉斯算子,不同于传统高斯-拉普拉斯算子各向同性的特点,改进的算子在水平和垂直方向上对边缘具有不同的检测尺度. 实验表明,利用该算子可以将被动太赫兹波图像中的人和隐匿物品自动分割,能够准确、快速地对可疑的隐匿物品进行定位,使被动太赫兹波成像技术满足实际应用的需求.      

样品厚度误差对THz波段样品折射率的影响

本文用THz时域光谱技术对不同厚度的同种维生素进行了探测,并得到了它们在0.2-2.5 THz波段范围的折射率谱.通过对比实验结果发现：厚度不同的同种样品在相同的频率下具有不同的折射率;样品越厚,折射率的误差就越小.这一实验结果与理论推导相一致.本文的研究结果可以作为利用THz时域光谱技术依据折射率鉴别物质的参考因素.