太赫兹科学技术及其应用研究

太赫兹技术是一个具有广泛应用前景的新兴学科,近10年来,太赫兹技术理论研究的蓬勃发展带动了太赫兹波应用研究的迅速扩大。文章简要介绍了太赫兹波的重要特性集、太赫兹技术的研究现状及应用前景,重点介绍了太赫兹科学技术在物体成像、生物医学、公共安全、网络通信和天文物理等领域的研究进展。     

太赫兹技术及其应用

太赫兹(Terahertz,THz)通常是指频率在0.1～10THz(波长为0.03～3mm)的电磁波。太赫兹技术被认为是国际电子和信息领域的重大科学问题,是连接宏观电子学和微观波长学的桥梁,在电子、信息、生命、国防、航天等方面蕴藏着巨大的应用前景,目前已经在全世界范围内形成了一个THz技术研究高潮。介绍了太赫兹波的主要特征、主要研究内容及其应用前景。     

太赫兹技术及其应用

太赫兹（Terahertz,THz）通常是指频率在0.1～10 THz（波长为0.03～3 mm）的电磁波。太赫兹技术被认为是国际电子和信息领域的重大科学问题,是连接宏观电子学和微观波长学的桥梁,在电子、信息、生命、国防、航天等方面蕴藏着巨大的应用前景,目前已经在全世界范围内形成了一个THz技术研究高潮。介绍了太赫兹波的主要特征、主要研究内容及其应用前景。     

太赫兹科学技术及其应用

近20年来,随着低尺度半导体技术、超快激光技术以及超快光电子技术的飞速发展,太赫兹科学技术表现出了极大的应用潜力.作为一种新型的相干光源,太赫兹辐射在物理化学、信息和生物学等基础研究领域,以及材料、国防、医学等技术领域具有重大的科学价值和广泛的应用前景.文章全面总结了目前太赫兹技术在基础研究领域和民用技术研究领域的应用,以及太赫兹技术在保密通信、反隐身雷达、化学和生物制剂的探测等领域的重要应用前景.     

太赫兹：下一代颠覆性基础技术

<正>太赫兹（Tera Hertz,THz）,又称为太赫,或太拉赫兹,用于表示电磁波频率,1太赫兹=1万亿赫兹。太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源。太赫兹波泛指频率位于红外和微波之间、0.1—10THz波段内的电磁波。由于太赫兹波处于宏观电子学向微观光子学的过渡区,它既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合用微波的理论来研究。在过去很长一段时间,太赫兹波段两侧的红外和微波技术的发展已经比较成熟,但是人们对太赫兹波段的认识仍然非常有限,形成了所谓的“太赫兹空白”。     

太赫兹自由电子激光器研究进展

自由电子激光器是目前可以获得太赫兹最高输出功率的辐射源,是一种较为理想的太赫兹源。本文主要论述了太赫兹自由电子激光的发展历史和现状,并对其发展趋势作了一定的分析和综述。太赫兹自由电子激光器技术的发展必将大大推进太赫兹成像、检测技术的发展．对相关领域科学研究、国家安全等方面有着重大影响。     

太赫兹快速成像技术研究进展

太赫兹（terahertz,THz）成像技术有广泛的应用前景,但受现有太赫兹辐射源限制,传统太赫兹成像技术采用点扫描探测方式,导致图像采集时间过长,限制了该技术的进一步发展和应用。为了提高太赫兹成像速度,近几年提出了许多技术方案。简要介绍了传统的点扫描太赫兹成像技术,分析了影响太赫兹成像速度的原因,综述了包括快速扫描成像、太赫兹单像素成像、太赫兹波电光调制二维成像、二维太赫兹波探测器阵列（太赫兹相机）直接成像等太赫兹成像技术及其优缺点。     

太赫兹快速成像技术研究进展

太赫兹(terahertz,THz)成像技术有广泛的应用前景,但受现有太赫兹辐射源限制,传统太赫兹成像技术采用点扫描探测方式,导致图像采集时间过长,限制了该技术的进一步发展和应用.为了提高太赫兹成像速度,近几年提出了许多技术方案.简要介绍了传统的点扫描太赫兹成像技术,分析了影响太赫兹成像速度的原因,综述了包括快速扫描成像、太赫兹单像素成像、太赫兹波电光调制二维成像、二维太赫兹波探测器阵列(太赫兹相机)直接成像等太赫兹成像技术及其优缺点.     

太赫兹单光子探测器

太赫兹波探测技术在天文、国防、安检以及生物等领域发挥着越来越重要的作用.随着技术的发展,太赫兹探测器的灵敏度在不断提高,目前已经发展到单光子探测水平.在太赫兹频段,由于光子能量低,传输损耗较大,太赫兹单光子探测器的研制开发面临极大的技术挑战.本文首先介绍了太赫兹单光子探测器的基本原理、主要指标和测试系统并提出了实现太赫兹单光子探测的基本要求.然后,介绍了几种常见的太赫兹单光子探测器,包括半导体量子点探测器、量子阱探测器以及超导量子电容探测器,并对这些器件的发展历史、工作原理和性能指标进行了概述.半导体量子点探测器以及量子阱探测器可以实现10-21W/Hz1/2量级的噪声等效功率,并且具有很大的电流响应以及动态范围,但是其量子效率较低.超导量子电容探测器目前已实现1.5 THz的单光子探测,其噪声等效功率优于10~(-20)W/Hz~(1/2)并且探测效率可达90%.此外,纳米测热辐射计等太赫兹探测器也展现了太赫兹单光子探测的前景,本文对其工作原理和发展现状进行了介绍.结合目前国际上的重大研究项目以及报道的应用实例分析了太赫兹单光子探测器在太赫兹成像、天文观测、量子信息等领域的应用前景,阐述了太赫兹单光子探测器在这些应用中的优势.最后,对太赫兹单光子探测器的性能指标进行了总结并对未来的发展趋势进行了展望.     

广纳院：打造纳米技术产业新高地

广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院（以下简称“广纳院”）成立于2019年9月,是在中国科学院（以下简称“中科院”）和广东省人民政府签订的《“十三五”全面战略合作协议》框架下,由国家纳米科学中心和广州高新技术产业开发区共建的新型研发机构。广纳院定位为国际一流的纳米技术转化基地,聚焦科技创新链4～6级,打造完整的1～9级科技创新链,形成创新链上中下游的同步协调发展机制。围绕战略性技术领域和重大产业,面向国家和粤港澳大湾区重点产业发展需求,广纳院主动承接国家重大科技项目,开展战略技术、前沿技术和关键共性技术研发,解决制约产业发展的关键核心技术问题,推动重大科技成果产业化,为抢占未来纳米技术产业制高点提供技术支撑。     

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.     

太赫兹时域光谱技术

介绍了太赫兹时域光谱技术的优势,太赫兹时域光谱系统及太赫兹时域光谱技术的原理和应用.     

太赫兹时域脉冲成像的三维重建

太赫兹(Terahertz)脉冲成像技术是太赫兹科学与技术中的重要应用领域。飞秒激光的发展使得光导天线成为稳定、可靠的太赫兹脉冲辐射源,为太赫兹成像技术奠定了较好的基础。该文基于Matlab软件,以太赫兹时域脉冲三维成像算法及应用为中心,研究太赫兹脉冲扫描成像数据处理算法,通过对太赫兹反射成像时域脉冲波形的特定参数和峰位时间延迟进行处理,尝试实现三维成像;同时利用Matlab的GUI界面设计太赫兹脉冲成像数据分析平台,对实验数据进行分析验证。     

太赫兹射线成像的进展概况

太赫兹辐射介于微波和红外之间．本文回顾了太赫兹射线成像的进展情况．与微波、X射线、核磁共振NMR(nuclear magnetic resonance)成像相比,太赫兹成像不仅能给出物体的密度信息,而且能给出频率域的信息,以及在光频、微波和X射线范围内所不能给出的材料的转动、振动信息．太赫兹射线与其他频段的电磁波相比,它能量低,不会造成对生物样品的电离损伤,而且太赫兹射线很容易穿过介电材料,因而可以用于产品的安全监测、纳米材料的无损探伤．因此太赫兹成像技术在生物学、工业安全监测等方面有可能带来新的关键性的突破．     

室温下中草药的太赫兹谱分析

本文采用太赫兹时域光谱技术对三七和甘草两种中药材进行了光谱测试,得到了样品在0.2～1.6THz波段的吸收谱。理论计算与太赫兹技术测量得到吸收峰位置很好吻合。研究结果为利用太赫兹时域光谱技术鉴定中药材提供了有益的借鉴。     

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.     

太赫兹技术进展及其在工业中的应用

近年来,太赫兹技术日渐成熟,工业应用领域不断扩大,市场上出现了越来越多的太赫兹产品。本文主要分析太赫兹技术的发展,并对未来太赫兹工业应用市场进行中期和长期展望。     

中科院苏州纳米所广东(佛山)研究院：坚持科技创新与产业服务并重 助力破解产业升级缺芯难题

作为一家集创新研发、公共服务和孵化育成为一体的新型研发机构,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所广东(佛山)研究院(以下简称"中科院苏州纳米所广东(佛山)研究院"或"研究院")立足佛山,面向广东、辐射粤港澳大湾区,以促进区域创新发展为目标、以专业特色学科为依托、以研发具有重要应用前景的产业技术为核心,通过"纳米加工平台+研究中心+育成中心"的运营模式,大力开展产业技术领域关键核心技术攻关、共性技术研发、技术系统集成、工程化示范应用和产业化,助力构建粤港澳大湾区纳米技术和半导体产业发展生态圈。     

太赫兹单光子雷达探测技术

太赫兹单光子雷达信号检测门限为单光子尺度,具有极低的噪声水平和极高的探测灵敏度,有望显著提升现有太赫兹雷达系统的作用距离.本文首先介绍了太赫兹单光子雷达探测技术提出的背景,系统阐述了其原理、特点以及现状,然后提出了直接探测与外差探测两种典型的系统实现方式,并给出了一种雷达系统设计思路,最后分析了当前太赫兹单光子雷达探测技术面临的关键问题,讨论了其在雷达增程、远程防空预警、反隐身等领域的潜在应用.研究成果有望为突破太赫兹雷达在探测能力与作用距离等方面的技术瓶颈提供一条可行的技术途径,并进一步推动太赫兹探测机理、方法、体制和器件的创新发展,最终为太赫兹技术在军事和民用领域的发展应用提供强大动力.