太赫兹无损检测的进展

随着太赫兹辐射源、探测器以及系统技术的进步,基于太赫兹光谱与成像技术的无损检测成为可能.由于太赫兹辐射在大多数介电物质中都是透明的,太赫兹无损检测技术对于检验非导电材料中的隐藏缺陷具有巨大的潜力.这项新技术可以作为现有检验技术的有力补充,并有可能在某些场合发挥不可替代的作用.本文阐述了太赫兹辐射在无损检测领域的应用,概述了太赫兹无损检测的基本原理、特点,介绍了太赫兹无损检测应用研究和理论研究的最新进展.     

基于超表面的新型太赫兹功能器件研究

太赫兹技术自被发现以来,凭借其自身独特优势,迅速引起了人们的广泛关注,其主要包括太赫兹源技术、太赫兹器件和太赫兹探测技术。其中,太赫兹器件与多个领域结合紧密,在生物医疗、半导体封装、无损检测、食品农产品、太赫兹通信材料表征等方面有广泛应用。超材料具有独特的结构优势,可以人为设计、选材,将超材料引入太赫兹器件使得太赫兹器件可以被人工设计成所需要的效果,从而为多个领域提供技术、器件支持。从太赫兹器件的构成、加工流程、应用、太赫兹器件对太赫兹波的调控原理以及当今存在的主要太赫兹技术等方面对太赫兹器件进行了研究,并对其发展前景做出了展望。     

几种加氢裂化催化剂的太赫兹光谱研究

采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)方法,本文研究了几种Y型加氢裂化催化剂(NaY、ReY、USY和HY)在0.2-1.2THz频段的光谱特性.与此同时,对其中的NaY分子筛进行了加热处理,测量了其经过不同温度处理后的太赫兹时域光谱.通过快速傅里叶变换,分别得到了不同种类和不同温度处理后催化剂的太赫兹吸收谱和折射率谱.研究结果表明,太赫兹时域光谱技术既能用于催化剂的种类鉴别和性能表征,又能给出不同温度下催化剂本身内部结构变化对应的太赫兹光谱响应.本研究工作的展开,证明了太赫兹方法用于催化剂性质表征的可行性,对太赫兹技术在催化领域的应用具有一定的指导意义.     

太赫兹技术在果蔬快速检测设备中的应用分析

太赫兹技术在果蔬快速检测中有着独特的优势,而太赫兹辐射具有非常重要的科学研究和应用价值。首先分析了太赫兹光谱检测技术,包括太赫兹时域光谱技术和太赫兹成像技术,接着分析了太赫兹技术在果蔬快速检测设备中的应用。太赫兹技术为果蔬快速检测提供了一种新的检测方法。     

太赫兹技术在石油领域的应用进展

石油工业是近代世界工业革命最重要的推动力之一,石油工业对人类文明的发展贡献巨大,因此需要一种快速、可信和简便的无损检测技术来互补于传统的傅里叶变换红外光谱、X射线及近红外光谱技术。太赫兹技术具有高的时间分辨率、相干探测、低能性及相对简单的测试与数据处理方法等优点,在汽油、柴油、润滑油、润滑油基础油、润滑脂、油水混合物、植物油、烃类分子、塑料和有机溶剂中被广泛应用,为石油领域的光谱学研究提供了新的分析手段,显示出了广阔的应用前景。本文从五个方面综述了国内外太赫兹技术在石油领域的应用,主要包含太赫兹技术在油气资源探测与运输、石油炼制、石油精制、石油工业气体以及基础研究的应用现状和发展前景,对太赫兹技术在石油领域的应用进行了展望。     

虚拟仪器在太赫兹光谱系统中的应用

本文概述了太赫兹技术及其研究领域,并详细介绍了虚拟仪器在太赫兹光谱研究中的应用。基于虚拟仪器技术,我们实现了太赫兹时域光谱系统的自动化测量,并在同一软件系统中集成了太赫兹光谱数据的分析系统,为太赫兹光谱实验平台奠定了基础。     

六、DARPA采用微加工方法制造出全球首个太赫兹真空放大器件

太赫兹频段指0.1～10T H z的频率范围,具有带宽大（是直流到毫米波全部带宽的100倍）、波束窄、信噪比高等优点,在高速数据通信、高品质远程成像、化学频谱分析、深空探测、无损检测等领域具有广泛应用前景。但由于缺乏实用化和集成化的大功率太赫兹器件,至今太赫兹频段仍未被广泛应用。     

煤炭中氢含量与挥发分的太赫兹时域光谱研究

本文应用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)研究了具有一系列不同氢含量和挥发分的煤炭标准物质在太赫兹波段的光学性质.结果表明,煤炭样品的氢含量与挥发分在太赫兹波段内的吸收系数和介电常数实部均存在负线性关系,符合成矿理论中氢含量与挥发分的真实关系,预示了太赫兹波谱技术将在煤质氢含量及挥发分的研究方面提供了高效的实验方法.     

太赫兹科学技术的发展与实验室建设

近年来,太赫兹科学技术受到了世界各国政府、企业和科技部门的高度重视,得到了迅猛的发展,这不仅是因为太赫兹波本身具有独特的性质,更因为太赫兹科学技术给人们展示了广阔的应用前景。本文首先对太赫兹波及其有关特性进行介绍,说明太赫兹科学技术具有重要的学术价值和重大的应用前景。其次,重点说明太赫兹辐射源和探测技术的发展,进而介绍我们实验室在太赫兹波谱与成像方面所开展的一些工作。最后,结合太赫兹光电子学重点实验室的建设,介绍我们实验室正在开展的研究工作。     

太赫兹光谱和成像技术在毒品识别和检测方面的应用

介绍了太赫兹时域光谱和成像技术在毒品识别和检测中的应用研究结果;主要报道了利用太赫兹时域光谱技术对隐藏在信封中的毒品的识别,并对粉末状毒品与片状毒品的太赫兹吸收光谱进行了比较;在理论模拟方面,利用密度泛函理论对毒品振动光谱进行了计算;同时应用太赫兹成像技术对毒品进行了识别.研究结果充分表明太赫兹电磁波在毒品检测和缉毒工作中的有效性.     

半导体表面场产生太赫兹电磁波的机理研究

介绍了两种由半导体表面场产生THz辐射的物理机制：一种是利用半导体表面的耗尽层电场,另一种是利用半导体表面的Dember电场加速载流子,形成瞬态光电流而辐射出电磁波.文中对这两种模型的辐射机理进行了深入的讨论,对利用表面场产生THz辐射的机理有了深刻的认识,为高效、便捷、低成本的THz辐射源的研究提供了基础.     

太赫兹技术在安全领域中的应用

太赫兹波（THz）是频率介于毫米波与红外光之间的辐射,近年来,自由电子激光器与超快技术的发展,为THz提供了稳定的发射源,人们对THz波的研究越来越深入,对其在各领域尤其在公共安全方面的应用广泛关注.本文概要介绍了THz波的主要性质和产生原理,并从安全检测,毒品与爆炸物鉴别三方面介绍了THz波在安全方面的应用前景.     

基于渡越-切伦科夫辐射原理太赫兹横向场频率特性的实验研究

基于渡越-切伦科夫辐射原理,单色飞秒激光脉冲聚焦到空气中形成等离子体进而辐射出径向偏振太赫兹波,径向偏振太赫兹波经过紧聚焦后在焦点处产生太赫兹波横向偏振分量。为了有效调控太赫兹横向分量的频率分布和振幅特性,首先,通过理论分析太赫兹横向场分量在外加电压下的分布规律,给出不同角度的外加电压对太赫兹横向场频率强度的影响。然后,采用对等离子体施加外部电场的方法,得到一个最佳的纵向电场角度产生高强度太赫兹横向偏振分量。对发展太赫兹波特性的基础研究以及太赫兹技术的应用具有重要的参考意义。     

双层空竹超表面中基于BIC的局域太赫兹磁场增强的研究

设计了包含双层空竹的超表面,通过调节其晶格周期实现了不同阶晶格模式与超表面本征模式间的耦合,获得了3个强耦合区,并在两个晶格周期处实现了弗里德里希–温特根型连续域束缚态（Friedrich-Wintgen bound states in the continuum,FW-BIC）。基于耦合模理论对其进行分析,理论分析结果与模拟结果吻合,进一步证明了结构的有效性。讨论了在介质间隔层中基于强耦合和FW-BIC的局域磁场增强,发现最大磁场强度是入射太赫兹波磁场强度的41 209倍,且该值是单纯的由超表面电磁共振产生的磁场强度的4倍。这项研究将为强场太赫兹产生和太赫兹非线性研究提供参考。     

双色激光场下太赫兹辐射能量的调控研究

提升太赫兹(THz)脉冲产生能量一直是近些年超快光学的研究热点之一。基于双色激光在空气中拉丝产生THz波的数值模型,在隧穿电离范围内,详细分析了双色激光场产生THz波的最佳参数组合以及其产生变化的物理机理,用于得到最强的THz波辐射能量。双色激光场组合的电场具有不对称性,其引起的快速振荡有利于电子的加速过程,进而产生更大电子数密度以及在沿拉丝距离形成了更强的累积净电流。当电子密度和净电流增加时,使得单点THz辐射更强,拉丝各点辐射的THz波相干叠加,于是在远场得到了更强的THz波能量。这些研究结果为不同激光产生条件下增强THz波辐射能量提供了详尽的参数分析及理论依据,重点研究了不同寻常波长组合及不同相对相位对激光拉丝产生太赫兹波的影响,对后续大幅增强THz辐射效率具有重要意义。     

太赫兹波的古依相移研究

为了测量太赫兹波聚焦点附近不同位置的太赫兹时域信号图对飞秒脉冲强激光在空气中进行聚焦,在形成空气等离子体细丝通道的同时辐射出锥型太赫兹波,并用离轴抛物面金镜收集和聚焦太赫兹波。利用电光采样系统来探测太赫兹波,得到其频谱宽度约为4THz。通过对比分析得出,会聚的太赫兹波同样具有古依相移效应。     

基于半导体的可调谐太赫兹滤波器研究

太赫兹滤波器在通信、传感、成像等领域有着广泛的应用。提出了一个基于半导体材料砷化镓的周期性微结构可调谐太赫兹滤波器,并对半导体材料的电介质特性以及微结构的太赫兹滤波特性进行模拟研究。提出了基于光栅结构的太赫兹滤波器,用CST软件时域有限差分法(FDTD)进行模拟仿真,0.1~5.0THz频段的太赫兹波垂直入射光栅表面,在225~325K范围内可获得工作频率为0.35~1.51 THz,1.16 THz的滤波带宽,同时保持透过率在85%以上,这对太赫兹滤波器的滤波带宽和透过率的提升具有重大意义。     

太赫兹光谱和成像技术及其应用

介绍了太赫兹光谱和成像技术的有关方面，特别是基于飞秒激光的太赫兹辐射和探测技术，以及太赫兹光谱和成像技术在国家安全、材料诊断、无损检测和生物医学方面的应用。对于太赫兹技术存在的问题以及今后发展方向，作了简要的论述。     

铝质亚波长圆孔阵列与牛眼结构的太赫兹波传输特性

使用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)对基于超常光学透射现象的铝质亚波长圆孔阵列和牛眼结构进行了实验研究。实验中,使用包含0.1².7THz的入射脉冲,观察到了明显的滤波效应,且滤波峰的中心频率恰好为两种结构所设计的0.53THz。太赫兹波的高频部分,尤其是高于1THz的部分发生了急剧地衰减。随着大样品中圆孔数量的增加,由于更加明显的周期性,滤波峰的中心漂移到0.26THz。使用表面等离子体激元(SPPs)的相关理论以及运用有限元算法(FEM)对实验中观察到的超常光学透射现象和滤波效应进行模拟和分析,模拟的结果与实验数据吻合得非常好。