基于石墨烯超表面的效率可调太赫兹聚焦透镜

本文提出了一种基于石墨烯超表面的效率可调太赫兹聚焦透镜.该超表面单元结构由两层对称的圆形镂空石墨烯和中间介质层组成,其中镂空圆形中间由长方形石墨烯片连接.该结构可实现偏振转换,入射到超表面的圆偏振波将以其正交的形式出射,如左旋圆到右旋圆偏振转换.利用几何相位原理,通过旋转长方形条的方向,透射波会携带额外的附加相位并能满...     

太赫兹超材料及其成像应用研究进展

电磁超材料因具有特殊的物理性质以及在电磁波操控方面的重要应用而备受关注。本文综述了太赫兹超材料及其成像应用的研究进展:首先介绍了太赫兹超材料的研究概况,重点讨论了可调谐与可重构太赫兹超材料、太赫兹数字编码与现场可编程超材料的研究进展;在此基础上,阐述了太赫兹超材料在成像领域的应用,包括基于超表面透镜、超材料吸波器、可重构超表面和现场可编程超表面的太赫兹成像技术;最后讨论了太赫兹超材料及其成像应用发展趋势。功能可重构及智能化将是太赫兹超材料的重要发展方向,而新兴的信息超材料融合了超材料与信息技术也将使太赫兹成像更加高效便捷。     

太赫兹波计算鬼成像:原理和展望

本文立足于太赫兹波成像领域近年来备受关注的研究热点—太赫兹波计算鬼成像,首先回顾了鬼成像从量子到经典再到计算的历史过程,然后阐述了计算鬼成像的数学原理,随后综述了计算鬼成像在太赫兹波段的发展历程,及其在超衍射分辨成像、石墨烯光电导成像、太赫兹光谱成像等方面的应用,并在最后展望了太赫兹波计算鬼成像的发展前景:计算鬼成像作为一种成像手段,可以绕开在太赫兹频段缺乏经济高效的焦面阵列式探测器的难题,但目前的成像帧率还难以满足快速成像的应用需求,相信在未来随着器件性能的提升和成像算法的优化,其成像帧率可以得到大幅提升。     

硅太赫兹波导配置及性能分析

针对现有太赫兹辐射源在输出频率可调性及输出功率方面的局限性。本文从非线性介质的Maxwell方程入手对非线性聚合物的光学性质进行理论分析,建立硅波导配置的数学模型。利用硅材料的高折射率,设计了硅太赫兹波导。分析了太赫兹波导模式图,讨论了硅太赫兹波导模式的有效折射率、波导损耗、连续波输出功率与输出频率的关系,实验结果表明:硅太赫兹波导产生的太赫兹波连续可调,输出太赫兹波频率范围宽至0.1THz到15THz,输出功率可达到微瓦级。     

波前可控的全硅太赫兹超构起偏器（英文）

直接从非偏振波中产生偏振波并同时操纵波前的超材料器件可用于先进的光学系统.然而,传统的波前可控偏振转换超表面(PCMs)依赖于具有特定偏振状态的入射波,而不是非偏振波.少数经特殊设计的超构起偏器虽然已经从非偏振波中获得了偏振波,但没有同步地实现波前操控.本文报道了基于全硅材料的波前可控的太赫兹超构起偏器,它比传统的超构起偏器和波前可控PCMs具有更高的集成特性.这种太赫兹超构起偏器将特定相位分布融入超构原子的波束干涉中,直接从非偏振太赫兹波产生偏振太赫兹波,并同步实现波前操控,有望为太赫兹波操控领域带来新的影响.     

硅材料的太赫兹波频域特性分析

对不同电阻率的N型硅材料(电阻率从5~100Ω.cm)在太赫兹波波段的折射率、消光系数和吸收系数等特性参数,利用返波振荡器(BWO)太赫兹波系统进行了测试、计算和分析,得到N型硅在0.23 THz到0.375 THz频段范围内的光学特性.表明在这一波段N型硅的太赫兹波吸收系数随着电阻率的增加而减小,吸收系数最小值可达到3.39×10-4cm-1.分析表明,它将是潜在的太赫兹波波导的最佳候选材料.     

过模表面波振荡器输出太赫兹波模式的影响因素分析

采用轴向电场分解与PIC(Particle-in-cell)模拟相结合的方法,研究了二极管参数、引导磁场和输出结构等因素对0.14 THz过模表面波振荡器输出太赫兹波模式的影响。当太赫兹波实现稳定输出时,其模式成分和相对相位差基本不受二极管电压的上升沿、幅度和引导磁场大小的影响,除非振荡器的工作状态发生了明显改变,但它们对阳极半径和阴阳极间距的变化较为敏感。在较小的二极管电压、阳极半径或阴阳极间距下振荡器能获得一定成分的TM01模太赫兹波输出。输出结构决定了输出太赫兹波的模式成分。通过合理设计锥形输出结构的参数,能够实现相同功率水平下的纯净TM01模输出,简单有效地解决过模表面波振荡器的多模输出问题。     

航天科工二院二○三所首次研建国内太赫兹脉冲波形校准系统

<正>本刊讯近日,航天科工二院二○三所通过开展"太赫兹电脉冲产生与测量技术预先研究"项目,在国内率先具备太赫兹脉冲波形的校准能力。系统实现了半幅度脉冲宽度小于8ps、上升时间小于6ps的太赫兹脉冲的产生,脉冲宽度仅为传统电脉冲的1/3,系统测量带宽比传统宽带示波器提升6倍以上,具备了超高速、超带宽光     

太赫兹成像技术专题导读

太赫兹波是指频率在0.1到30太赫兹(THz)范围内的电磁波辐射,它在非极性物质中具有较好的透过性并具有较低的单光子能量,在生物医药检测、半导体特性表征、人体安全检查、无损探伤等众多科研和工业领域具有极强的应用价值。随着太赫兹源与探测器技术的发展,太赫兹成像技术逐渐成熟,并开始走向应用。本专题主要从方法和应用两个方面介绍太赫兹成像技术的发展及未来。     

基于喷射效应的太赫兹高分辨成像研究与进展

太赫兹(THz)成像技术,因其具有能量低、透射率高、波谱范围宽等独特的分析能力,已经在生物医学、安全检查、航空航天等领域展现出巨大的优势及潜在的应用价值,但是较低的空间分辨率制约了太赫兹成像技术的进一步应用。太赫兹波通过具有适当折射率的介质结构产生的“太喷射”效应调控亚波长尺寸太赫兹光场,突破衍射极限对显微系统空间分辨率的限制,同时不损失光场能量和光谱信息,实现高通量、超宽谱的远场太赫兹高分辨成像。本文首先介绍基于纳米喷射的微球透镜显微技术,接着介绍基于太喷射的太赫兹显微技术,最后对基于喷射效应的太赫兹高分辨成像技术的前景做了展望。     

太赫兹阵列探测器响应度校准溯源研究

提出了一种太赫兹阵列探测器响应度校准溯源方法。首先,使用阵列探测器的每一像元对太赫兹辐照场中心进行逐一扫描,识别有效像元、死像元和过热像元,并对有效像元响应值进行归一化处理,获得阵列探测器的相对辐照度响应值。其次,使用中心像元对太赫兹辐照场进行扫描测量,扫描总面积大于太赫兹光斑尺寸,保证太赫兹功率被完整测量,获得中心像元与其他有效像元的太赫兹功率响应值。最后,用标准太赫兹功率计标定高莱功率计,扩展太赫兹功率校准量限,实现微瓦级太赫兹辐射功率测量溯源,用高莱功率计测得的太赫兹辐射源总功率对阵列探测器测得的积分响应值进行校准,得到阵列探测器辐照度响应绝对值。对探测器进行测量校准和不确定度分析,测得辐照度响应度的相对扩展不确定度为Urel=20%(k=2),测量结果可溯源至国家太赫兹辐射功率标准。     

超分辨弱旁瓣硅基超构透镜

超表面是一种空间变化的超薄纳米结构,在光学超分辨聚焦透镜或系统中已经得到广泛研究和应用。然而,随着超构透镜聚焦光斑缩小,不可避免产生大旁瓣,限制了透镜视场和应用潜力。本文提出了一种设计大数值孔径(NA=0.944)超分辨弱旁瓣超构透镜的方法。针对波长λ=632.8 nm的圆偏振光,基于硅基超表面PB相位调控,实现了超分辨弱旁瓣点聚焦超构透镜。实验证明,可以实现聚焦光斑半高全宽FWHM=0.45λ,小于衍射极限0.53λ(衍射极限为0.5λ/NA),旁瓣比Sidelobe Ratio(SR)=0.07。该透镜的应用有望实现超分辨光学器件或系统微型化、轻量化和集成化。     

微带方形开口环的高效太赫兹波吸收器研究

设计了一种基于微带方形开口环结构的太赫兹波吸收器,它由顶层方形开口环、中间电介质层基体和底层金属板组成.提出一种等效电路模型,利用该模型完成了对太赫兹波吸收器的设计、加工与测试.研究结果表明,吸收器在0.575THz处吸收率高达0.993.通过对器件的物理尺寸及材料参数的灵活调节,经优化设计即可实现对不同频率入射电磁波的高吸收.该吸收器具有结构简单、体积小、吸收率高等优点,有望在频谱成像、热辐射探测等应用中发挥重要作用.     

太赫兹成像技术在爆炸物检测中的应用

太赫兹波是一种电磁波,我们通常所说的太赫兹波的频率一般在0.1到10T赫兹之间。太赫兹波兼有微波和红外线的特点,在测量领域具有很广泛的应用。本论文简要介绍了太赫兹波的特性以及测量原理,同时指出其在爆炸物检测中的应用。     

吸波超材料研究进展

吸波超材料由于其独特的电磁特性,在过去十几年内成为吸波功能材料领域的研究热点.本文通过对近些年吸波超材料报道的归纳总结,对吸波超材料的研究进展进行介绍.经过多年来的发展,吸波超材料从最初的单一功能窄频段吸波特性逐渐向宽频带、宽角度入射、可智能调节等多功能方向发展,而在吸波频段的研究也由微波频段扩展至太赫兹、近红外、可见...     

高电子迁移率晶体管太赫兹探测器特性

计算了外加太赫兹(THz)辐射下高电子迁移晶体管(HEMT)的导纳和探测响应率与入射THz辐射频率的依赖关系.结果表明,随着栅下沟道长度的增大,导纳和响应率的峰出现红移,同时高度有所下降;随着栅电压的增大,导纳和响应率的峰出现蓝移,并且高度有所上升.这些研究在太赫兹等离子探测器的设计上有着重要的作用.     

太赫兹脉冲焦平面成像技术的发展与应用

作为太赫兹技术中的重要组成部分,太赫兹脉冲焦平面成像一经问世就引起了行业内的广泛关注,人们引入了各种方法去提升此成像技术的测量性能,同时也尝试将此成像技术应用于不同的工业和基础研究领域。本文综述了近年来人们对太赫兹脉冲焦平面成像的技术改良和应用研究,包括提升成像系统的空间分辨率、信噪比、信息获取能力,以及将此成像技术应用于光谱识别检测、超表面器件功能验证、太赫兹特殊光束测量、太赫兹表面波观测等,希望该综述能够推动太赫兹脉冲焦平面成像的进一步技术革新和应用拓展。     

十字架金属微结构的太赫兹波吸收器研究

设计了一种十字架金属微结构的太赫兹波吸收器,其结构是将金属十字架置于硅基体之上,基体的背面再覆盖一层金属,以此为单元结构经周期排列组成.针对该太赫兹波吸收器提出了一种等效电路分析模型,通过仿真和加工测试证实了该吸收器的中心吸收频率位于0.571THz,吸收率为99.6%,反射率为0.38%,透过率为0,吸收带宽为29GHz.等效电路模型计算结果与测试结果相吻合.结果表明,提出的等效电路模型分析方法是简单有效的,从而为今后太赫兹波器件的研究提供了一种很好的思路.     

基于平面螺旋结构的极化不敏感超材料吸波体研究

设计了一个基于平面螺旋结构的极化不敏感超材料吸波体。实验测试结果表明,在2.2 GHz处,超材料吸波体的反射率达到了-4.5dB。其总厚度为2.2mm,约为1/62个工作波长,面密度为0.88kg/m2。当金属基板的一条直角边与电场极化方向夹角分别为0,30,45,60和90°时,仍然具有同样低的反射率,超材料吸波体对垂直入射电磁波极化方向是不敏感的。与传统的吸波材料相比,该超材料吸波体实现了轻质、薄型化,且对入射电磁波极化方向不敏感。     

微透镜列阵与红外探测器列阵集成芯片的研究

在分析微透镜列阵光聚能原理的基础上,针对背照式256290铂硅红外焦平面探测器列阵 的结构参数,设计了衍射微透镜列阵,使入射光通过硅基底聚焦至探测器的各个光敏面上, 提高光能利用率从而增强探测能力。实验获得了微透镜列阵与红外焦平面集成芯片,并在热成像中取得了良好的结果。