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反射式太赫兹时域光谱仪

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反射式太赫兹时域光谱仪相关的资讯

  • 太赫兹脉冲时域反射计系统在半导体行业的开发与应用
    1、前言随着半导体封装变得更小、集成度更高,使用非破坏性、高分辨率技术定位故障的能力变得越来越重要。对失效分析手段提出了挑战,故障高分辨率定位能力的需求逐渐增大。为满足这些要求,Advantest开发了TS9001TDR方案,该系统分析通过利用专有的短脉冲信号处理技术进行高分辨率时域反射测量(Time Domain Reflectometry, TDR),对先进半导体封装、电子元件和印刷电路板中的导线故障区域进行快速、高精度和无损分析。 2、主要应用以3D集成电路为代表的高密度集成电路中存在着无限小的布线结构,布线故障在封装、印刷电路板封装过程中频繁出现。检测故障点需要几十微米分辨率。由于上升时间(约20ps)和抖动(约1ps)的限制,传统示波器TDR方法的故障距离分辨率仍保持数百微米的分辨率。使用TS9001TDR系统可以准确分析各种尖端半导体封装的布线质量,如倒装芯片BGA、晶圆级封装和2.5D/3D IC封装,能够直接连接客户的射频探测系统,针对其设备形状和故障分析环境,实现高速、高分辨率的测量,提供灵活的解决方案。(1) 高度集成的集成电路封装故障分析1) 封装引线故障分析:确定引线故障点位于Si Interposer内还是封装内,识别故障是由预处理还是后处理中的因素引起的2) C4 Bump故障分析:利用测试回路确定和分析安装Si Interposer的条件,对测试回路的菊花链结构进行故障点分析,并对安装条件进行反馈3) TSV、Micro-Bump故障分析:识别层压芯片的故障层4) 印刷电路板PCB故障分析:识别PCB板中通孔和信号线的故障点3、原理与优势(1)原理与技术太赫兹脉冲时域反射计的原理参见上图。其利用两个的飞秒激光器分别泵浦光电导电线,产生高频的太赫兹脉冲信号。飞秒激光器的中心波长1550nm,脉冲宽度50fs。其中,一个飞秒激光器的重复频率50MHz,另一个激光器的重复频率稍有区别。采用两个激光器的重复频率稍有差别的缘由在于,利用两个激光器的差频延迟,可以实现高频太赫兹信号的产生和探测。其工作是高频太赫兹信号通过探针接触芯片的管脚,高频太赫兹信号在芯片封装的引线中传播。当芯片封装没有开断路时,高频太赫兹沿着引线向前传播;当芯片封装的引线等出现开路时,将反射回正峰脉冲信号;当芯片封装引线出现短路时,将反射回负峰脉冲信号。(2)技术优势为了识别故障点,常用的封装无损检测方法包括光发射显微镜(emission microscope)和示波器时域反射计(Time domain Reflectometry, TDR)等,但是这些无损检测方法受到时域信号抖动的限制(信号抖动约1ps),导致分辨率不高,不能定位微米级的失效位置,无法以高分辨率检测开路、短路故障。故亟需高分辨率时域反射计,以提供快速且精准的失效定位。Advantest通过独有的光学采样和电短脉冲生成技术,借助飞秒激光技术,产生抖动小于30fs的超短采样脉冲。可以实现5μm的故障定位分辨率。通过使用自动探针的自动触地功能,进行精确的可重复测量,具有更高精度和效率的故障位置测量。TS9001TDR系统通过自动探针和与CAD设计联动,实例分析芯片封装的引线开路和短路故障定位,可以直观快速定位芯片封装的故障点,实现先进封装的失效分析。4、国内外发展现状Advantest的TS9001TDR系统中采用两个超短脉冲激光器异步采样,采取异步采样技术可以使系统不再需要机械式的光学延迟线,并且具有超高速的信号扫描速度。是目前全球独一的技术,目前国内外没有同类设备。5、发展趋势随着晶圆代工制程不断缩小,摩尔定律逼近极限,先进封装是后摩尔时代的必然选择,3D封装迅猛发展。作为一种全新的实现定位方法,在未来的几年里,太赫兹TDR技术将继续保持高速发展的势头。随着关键技术的不断发展,相关产品的种类将越来越丰富,行业应用和相关配套服务也将越来越广泛。搭载脉冲电磁波产生和高速采样的超短脉冲光纤激光器的太赫兹TDR设备,有助于半导体3D封装的故障分析。 6、总结与展望 在实际芯片测量过程中,太赫兹脉冲信号耦合至芯片内部衰减较为严重,对于太赫兹脉冲的信噪比提出了很高的要求。为了进一步提高测量精度和芯片内的传输路径,提高信噪比是亟需攻克的问题。另外芯片内部的引线存在阻抗不匹配又没有完全开路的情况,对于这类Soft Open的芯片检测,TDR波形分析需要结合信号模拟仿真,增强对信号的解读。对于材料的吸收系数、折射率、介电常数等光谱特性,可以用太赫兹时域光谱仪表征,这也是爱德万测试太赫兹技术的核心应用。目前爱德万测试已经有太赫兹时域光谱成像系统,通过发射和接收时域太赫兹信号至样品,可以实现生物医学样品、食品农产品、化学品、复合材料、通讯材料等的光谱特性表征。(爱德万测试(中国)管理有限公司 供稿)
  • 大恒科技牵头的国家重大仪器专项之太赫兹时域光谱仪开发通过验收
    3月13日,大恒新纪元科技股份有限公司(简称“大恒科技”)宣布,由公司牵头承担的国家重大科学仪器开发专项“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发”项目进展顺利,进度和成果产出达到任务书要求的考核指标,顺利通过综合验收。“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发”项目概述项目编号:2012YQ140005;项目组织单位:北京市科学技术委员会;项目牵头单位:大恒新纪元科技股份有限公司;项目第一技术支撑单位:首都师范大学;项目协作单位:北京大学、南京大学、中国科学院电子学研究所、上海理工大学、北京理工大学、清华大学、中国农业大学、北京农产品质量检测与农田环境检测技术研究中心、中央民族大学、北京中医药大学东直门医院、中国石油大学(北京)、东莞理工学院、中国科学院半导体研究所;项目起止年限:2012年10月至2017年9月;项目总体目标: 攻克太赫兹源、探测器等模块联用和集成关键技术,研发纳米金属薄膜宽频谱太赫兹源、Nb5N6超薄膜的室温太赫兹探测等关键部件,开发仪器操作平台软件与谱解析系统软件,通过系统集成和工程化开发,研发出性能稳定、质量可靠的基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪;通过在食品安全检测、药品分析、临床检测、油气分析等领域中的应用开发,丰富太赫兹时域光谱仪的测试应用功能,并在材料无损检测、环境监测等领域推广。该项目国家给予重大科学仪器设备开发专项资金人民币6,780万元,分阶段拨付,由牵头单位、第一技术支撑单位和协作单位共同使用。“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发”项目验收情况该项目主要针对太赫兹时域光谱仪及各个关键模块进行了研究和开发,先后开发出具有自主知识产权的超快激光器、太赫兹源、太赫兹探测器等一系列核心产品,形成了四款各具特色的太赫兹时域光谱仪,打破了国外太赫兹技术在国内的价格垄断地位,具有较强的市场竞争力。目前太赫兹光谱仪已经在无损检测形成销售,该项目还在食品安全、民族医药、肾病检测、石油勘探、半导体材料等五个领域进行太赫兹的示范应用研究,进一步拓展了太赫兹时域光谱仪的应用,为太赫兹技术的产业化奠定了基础。关于大恒新纪元科技股份有限公司大恒科技于1998年12月14日注册成立,原名新纪元物产股份有限公司,1999年9月9 日更名为大恒新纪元科技股份有限公司;于2000 年11月29日在上海证券交易所上市(600288)。公司主营业务为光机电一体化产品、信息技术及办公自动化产品、数字电视网络编辑及播放系统、半导体元器件。据大恒科技业绩报告,2019年度实现营业收入33.06亿元,归属于上市公司股东的净利润7,308.76万元;2020上半年公司实现营业收入8.74亿元,实现归属于上市公司股东的净利润-2,201.73万元。
  • 大恒科技:太赫兹时域光谱仪开发尚处实验室阶段
    据参与《基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发》项目的专家介绍,目前该项目还处在实验室阶段。今年年初项目组已向相关主管部门申请立项和申报补贴资金,但目前还没有收到正式批文,至于相关的补贴资金量更无从得知。  “大恒科技股价异动属于游资炒作。”有券商研究员指出,短期来看,上述项目对大恒科技的业绩并不能产生直接影响,长期影响也要看,项目是否能够成功获得政府主管部门的支持,2014年能否实现部分产品商用,以及相关产品能够取得的市场的认可。
  • 西安交大张留洋老师课题组《Laser & Photonics Reviews》:3D打印的反射式手性
    手性是一种有趣的几何概念,指物体不能通过平移、旋转和缩放等变换与其镜像重合的特性,其应用范围涉及光学、生物学、化学、医药和生命科学等领域。在光学领域,当手性介质被不同旋向的圆极化光激发时,表现出不同的手性光学效应:当左旋圆极化 (LCP) 光和右旋圆极化 (RCP) 光经过手性介质后的透射率或反射率不同,从而显示出圆二色性(Circular dichroism, CD);若这两种光在手性介质中的折射率不同,导致透射光相比于入射光的偏振面发生旋转,则显示出旋光性(Optical activity, OA)。尽管光学手性在自然界中无处不在,但天然材料中的手性响应极其微弱,且难以灵活控制,这严重阻碍了极化相关器件的微型化和集成化应用。由于具有比自然材料高几个数量级的手性光学响应,由人工设计的亚波长单元结构阵列构成的手性超材料/超表面为实现可控手性光学响应提供了一条途径。然而,尽管常见多层手性超表面具有很强的本征光学手性,但其设计过程相对复杂,且加工所需的多步光刻工艺存在技术要求和加工成本高的问题。近日,西安交通大学张留洋老师课题组提出了一种反射式手性超表面的简单、通用的设计方法及其低成本、无光刻的制备策略,该工作与深圳大学范殊婷老师课题组合作完成。通过结合新型微立体光刻技术实现了手性超表面的3D打印,实验测试结果验证了手性响应机理的准确性相关成果以“Chiral Metasurfaces with Maximum Circular Dichroism Enabled by Out-of-Plane Plasmonic System”为题发表于国际期刊Laser & Photonics Reviews上, 影响因子10.9。 图1. 反射式手性超表面通用设计流程示意图对于任意的谐振器,跟随提出的通用设计流程,仅需简单两步即可打破其n重旋转对称性(n 1)和镜像对称性,从而获得一个具有面外形态的反射式手性超表面。以工作于太赫兹频段的U型手性超表面为例,其圆极化反射谱和圆二色性谱如图2所示。不同的面外形态方向,可获得具有相反手性响应的对映体A和B。 图2. 基于U型共振器的太赫兹手性超表面及其手性响应通过调控超表面的偏置高度可实现对其损耗的调控,根据耦合模理论可知,当其辐射损耗等于耗散损耗时,此时一种圆极化波被近完美的选择性吸收,而另一种圆极化波被非共振地反射,从而可获得最强的圆二色性值(图3(d))。 图3. U型太赫兹手性超表面圆极化反射谱和圆二色性谱通过结合微尺度3D打印技术,提出的手性超表面可由简单的三步工艺制备得到。其中,周期性阵列的面外形态结构采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S130,摩方精密)加工得到。实验结果表明:得益于高精度的微尺度3D打印技术,加工得到的手性超表面具有良好的表面质量和形状精度,测试所得的太赫兹反射谱与圆二色性谱与数值模拟结果较为吻合。 图4. 太赫兹手性超表面制造策略及表征结果 图5. 太赫兹手性超表面实验验证
  • 太赫兹无损检测技术及应用
    1. 太赫兹技术太赫兹(Terahertz,THz)又称远红外波,被评为“改变未来世界的十大技术”之一,其频率位于0.1 THz至10 THz,如图1所示。从能量辐射角度,太赫兹辐射能量介于电子与光子之间,在无线电领域被称为亚毫米波,在光学领域通常被命名为远红外辐射。太赫兹波段两侧的微波与红外波段技术研究已经非常成熟,且得到了广泛应用。然而,由于太赫兹源的功率强度和太赫兹接收器的探测灵敏度落后于邻近的微波和红外波段,一定程度上限制了太赫兹技术发展,使得该频段很长一段时间被称为“太赫兹间隙”。从本世纪八十年代中期以来,伴随着物理学超快激光技术的发展,太赫兹源越来越强大,探测器也越来越灵敏,太赫兹技术得以迅猛发展。太赫兹时域光谱技术、太赫兹成像技术以及利用非线性效应产生大功率太赫兹是其中为数不多的重大突破,将太赫兹研究推向了中心舞台。太赫兹技术在无极性非金属材料检测方面明显优于传统方法,而且比其他方法有更高的时间分辨率,极大促进了太赫兹技术在无损检测领域应用。图1 THz波频谱分布2. 太赫兹时域光谱系统依据太赫兹波源类型差异,太赫兹检测技术可分为脉冲型和连续型。连续型太赫兹成像系统效率较高,但其频谱宽度较窄且缺乏时间信息。这促使脉冲型太赫兹时域光谱(Terahertz-time domain spectroscopy, THz-TDS)技术成为无损检测与分析领域的“舞台新星”。该技术具有以下独特优点:(1)相干性:由于光电导与光整流产生太赫兹脉冲的独特机制,使得其单色性较好,具有极强时间与空间相干性,太赫兹脉冲的相干长度甚至可以达到ns量级。这一特性使太赫兹相干测量技术得以实现。(2)强穿透性:太赫兹的穿透性与物质的颜色等物理性质无关,仅仅取决于物质的极性,太赫兹无法透过极性物质,而对于纸张、陶瓷以及涂层等非极性材料,太赫兹对绝大部分非极性物质具有极强的穿透性,其透过非极性物质时能量衰减极小。(3)低能性:相较于物质中各种化学键的键能,1 THz单光子能量远低于键能,一般仅仅为4.1 meV,不会引起物质发生电离作用,也就不会导致被测物质损伤,从而保证了该技术的安全性。(4)瞬态性:太赫兹脉冲时间宽度通常仅为皮秒量级,甚至能达到亚皮秒量级,可以用于材料的超快过程研究。(5)特征指纹性:脉冲太赫兹辐射的频谱范围从数百GHz到几THz,而许多生物大分子的振动和转动能级、以及半导体和超导材料的声子振动能级均落在太赫兹频段。分子振动和转动能级在太赫兹频段往往具有独特的吸收峰,这种独特的吸收特性使得每种物质拥有独一无二的指纹吸收谱。因此,特征指纹性使得太赫兹技术在光谱分析和物质识别等方面具有得天独厚的优势和广阔的应用前景。太赫兹时域光谱系统检测原理,如图2所示。图2 太赫兹时域光谱系统原理飞秒脉冲激光器产生飞秒脉冲激光,脉冲激光在光纤中传输会产生色散、偏振以及非线性效应等,这些现象均会对脉冲品质产生不利影响。在光纤中传输后的飞秒脉冲激光首先需要进行色散补偿,再由偏振分束镜将飞秒激光分为探测光和泵浦光两束,探测光将会直接照射在用于探测的光电导天线上,另一束泵浦光先汇聚在太赫兹发射器上并通过光电导天线两侧的偏置电压产生THz脉冲。最后用准直透镜和非球面聚焦透镜对THz脉冲聚焦后,将THz脉冲准直聚焦照射在待测样品上,携带样品信息的THz信号再次经过分束器的反射后返回太赫兹探测器,光电导天线检测器上的探测光通过测量THz电场的变化来获得微弱的电流信号,该电流信号经过锁相放大等操作后转化为THz时域信号波形,最后计算机通过A/D转换器等效采样收集获得样品的THz检测信号。3. 太赫兹无损检测技术研究进展由于太赫兹技术的安全性、高分辨率和无接触非破环性等优点,在无损检测领域备受关注,该技术在检测领域主要可分为以下两个方面:(1)缺陷成像太赫兹(Terahertz, THz)成像技术在许多领域被视为最前沿技术之一,在无损检测中取得了巨大进步。中国矿业大学范孟豹教授课题组在THz成像取得了相关研究进展。2020年,该团队基于时域有限差分数值模型模拟了热障涂层不同脱粘缺陷情况下的太赫兹信号,基于支持向量机方法实现了缺陷自动辨识。同年,发表了太赫兹成像技术进展综述论文。2021年,团队分析了太赫兹图像乘性噪声产生机理,提出基于同态滤波的THz图像增强模型,消除了太赫兹图像局部伪影,提高了图像的边缘强度。同年,课题组结合蜂窝材料纹理提出了新型滤波算子,称为苯环算子,消除了边缘与高斯-泊松噪声在高频混叠现象,提高成像质量。同时,撰写了THz超分辨率成像系统与信号处理技术综述论文。图3 苯环算子去噪方法(2)参数检测参数测量是表征材料服役与状态关键一环,在无损检测行业中备受关注。White首次使用反射式THz时域光谱系统对热障涂层厚度进行检测,但在其研究中取热障涂层折射率为固定经验值,并不能适用不同制备工艺条件和所有服役工况下的热障涂层;Fukuchi提出定位THz反射信号的三个反射峰,通过朗伯比尔定理获得了热障涂层的折射率,该方法需要THz信号的反射峰,不适应于薄涂层与多层结构的涂层。Krimi等人利用广义的Rouard模型来模拟任意多层薄膜内的太赫兹波与物质的相互作用,然而其使用的遗传优化算法存在收敛速度慢、控制变量较多等问题。近年来,随着人工智能方法快速,发展太赫兹与机器学习相结合参数测量方法应用广泛。中国矿业大学范孟豹教授课题组在参数测量方面取得了相关研究进展。2020年,范孟豹教授团队构建了多层涂层太赫兹信号解析模型,提出了基于全局优化算法减小实验与仿真信号间残差,反演出涂层厚度与折射率参数。2021年,课题组提出了差分进化自适应教与学优化算法,平衡全局与局部寻优能力,准确求解出热障涂层材料参数。同年,课题组针对Fuhucki方法需要手动定位反射的问题,提出了将长短时记忆神经网络与太赫兹技术相结合,完成了时域信号中多反射峰自动定位,实现热障涂层厚度与折射率在线测量。2022年,团队从THz参数测量机理出发,分析出折射率测量需要频域信息,据此开展了小波时频研究,并基于卷积神经网络建立了时频图与厚度、折射率间数学映射。同年,团队提出了全新的THz参数测量视角,深入探究了THz波与热障涂层间作用机理,发现了THz信号前两反射峰携带了测厚关键信息,阐述了实验与仿真信号在峰值处吻合度高的原因。据此,提出了基于模型驱动的THzResNet网络新结构,形成了可解释网络框架,最终实验结果表明THzResNet能够准确预测出热障涂层厚度,测量误差小于1%。图4 多反射峰自动定位方法图5 THzResNet新结构4. 总结随着材料科学技术进步,非金属材料应用逐渐广泛,使得具有非接触、非电离、波长短等优点太赫兹技术必将成为无损检测行业新星,解决缺陷成像与光学参数测量的行业痛点问题。作者简介范孟豹,博士,教授,博士研究生导师,机器人工程系主任,专业负责人,入选江苏省六大人才高峰资助计划。2009年6月毕业于浙江大学控制科学与工程专业,获工学博士学位,2015年1月至2016年1月在英国Newcastle University大学做访问学者。主要研究方向为智能机器人感知理论及应用研究。作为项目负责人,主持国家自然基金项目3项、JKW基础加强项目子课题、“863”计划子课题、江苏省自然科学基金面上项目、高等学校博士学科点专项科研基金新教师项目、国家博士后科学基金特别资助项目、国家博士后科学基金面上项目等项目,承担各类项目近30项。在国内外期刊及学术会议上发表SCI收录论文50余篇、EI收录10余篇。申请国家发明专利40余项,授权发明专利25项,出版专著1部。获国家安全生产监督管理总局科技进步一等奖、浙江省科技进步三等奖、中国腐蚀与防护学会一等奖等省部级奖励3项。担任科技部重点研发项目评审专家、教育部和浙江省科技奖励评审专家、国家自然科学基金项目函评专家、重庆与江西省基金项目评审专家,担任IEEE Transactions on Industrial Informatics、IEEE Transactions on Industrial Electronics、Mechanical Systems and Signal Processing、IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement、NDT&E International、Measurement、IEEE Sensors Journal、机械工程学报、中国机械工程等30多个期刊审稿人。欢迎对太赫兹检测技术有兴趣的同行通过邮件联系:wuzhi3495@cumt.edu.cn。近三年课题组与太赫兹检测技术相关的学术论文:(1) 参数测量[1] Binghua Cao, Mengyun Wang, Xiaohan Li, Mengbao Fan, et al. Accurate thickness measurement of multilayer coatings on metallic substrate using pulsed terahertz technology. IEEE Sensors Journal, 2020, 20(6): 3162-3171.[2] Fengshan Sun, Mengbao Fan, Binghua Cao, et al. Terahertz based thickness measurement of thermal barrier coatings using long short-term memory networks and local extrema[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2022, 18(4): 2508-2517.[3] Fengshan Sun, Mengbao Fan, Binghua Cao, et al. THzResNet: A physics-inspired two-stream residual network for thermal barrier coating thickness measurement [J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2022, Early Access.[4] 孙凤山, 范孟豹, 曹丙花, 等. 基于时频关键信息融合的热障涂层太赫兹准确测厚方法. 机械工程学报, 2022. (录用).[5] 曹丙花, 郑德栋, 范孟豹, 孙凤山, 等. 基于太赫兹时域光谱技术的多层涂层高效可靠测厚方法[J]. 光学学报, 2022, 42(01): 127-137.(2) 缺陷成像[1] Binghua Cao, Enze Cai, Mengbao Fan. NDE of Discontinuities in thermal barrier coatings with terahertz time-domain spectroscopy and machine learning classifiers[J]. Materials Evaluation, 2021, 79(2) :125-135.[2] 曹丙花, 李素珍, 蔡恩泽, 范孟豹, 淦方鑫.太赫兹成像技术的进展[J]. 光谱学与光谱分析, 2020, 40(09): 2686-2695.[3] 曹丙花, 张宇盟, 范孟豹, 孙凤山, 等. 太赫兹超分辨率成像研究进展[J]. 中国光学, 2022, 15(03): 405-417.[4] 孙凤山, 范孟豹, 曹丙花, 等. 基于几何纹理与Anscombe变换的蜂窝材料太赫兹图像降噪模型[J]. 机械工程学报, 2021, 57(22): 96-105.[5] 孙凤山, 范孟豹, 曹丙花, 等. 基于混沌映射与差分进化自适应教与学优化算法的太赫兹图像增强模型[J]. 仪器仪表学报, 2021, 42(04): 92-101.
  • 我国太赫兹研究领域的实验室概览(图)
    太赫兹波是指频率在0.1~10THz之间的电磁波,在电磁波谱上位于微波和红外线之间。是电磁波谱中唯一没有获得较全面研究并很好加以利用的最后一个波谱区间,是人类目前尚未完全开发的电磁波谱“空白”区。由于太赫兹波所处的特殊电磁波谱的位置,它有很多优越的特性,在材料分子的特殊光谱信息分析、材料与结构的无损探伤及三维层析、违禁物品反恐检查、生物组织的活体检查、高精度保密雷达、卫星间宽带通信等方面的研究,在天体物理学、等离子体物理学、光谱学、材料学、生物学、医学成像、环境科学、信息科学等领域有着广阔的应用前景。  太赫兹波有非常重要的学术和应用价值(有的已处于实用),使得全世界各国都给予极大的关注,美国、欧州和日本尤为重视。我国近年来对于太赫兹技术的研究也日益关注。在近日陆续公布的“2011年国家重大科学仪器开发专项”与“2011年国家重大科研仪器研制专项”中,其中由中科院紫金山天文台史生才研究员作为负责人主持申报的国家重大科研仪器设备研制专项——“太赫兹超导阵列成像系统”项目成功获批立项,资助总经费6000万元,研究期限5年。此外中国工程物理研究院申报的国家重大科学仪器开发专项——“相干强太赫兹源科学仪器设备开发项目”也成功获批立项。  仪器信息网编辑整理了目前国内从事太赫兹技术研究的实验室和研究中心,供读者对我国太赫兹技术的研究情况做一基本了解。  太赫兹光电子学省部共建教育部重点实验室  首都师范大学物理系太赫兹实验室于2001年正式成立。2006年正式批准为北京市“太赫兹波谱与成像”重点实验室。2007年获批太赫兹光电子学省部共建教育部重点实验室。该实验室是目前国内最好的太赫兹研究基地之一。2009年起始,太赫兹实验室正式获批中关村开放实验室,依托实验室现有条件和中关村地区科技资源的优势和作用,深化产学研之间的合作,正式为中关村2万多家注册企业提供相应的技术服务,联合进行关键技术攻关。  目前,实验室具有科研用房1500平方米,其中千级超净实验室2间,面积170平方米。科研仪器设备总值超过千万元。在过去的三年中,实验室共承担包括国家973计划、国家863、国家自然科学基金重大项目等各类项目23项,总科研经费1328余万元。  本实验室主要研究方向:1.太赫兹波谱研究 2.太赫兹成像研究 3.太赫兹与红外无损检测研究 4.太赫兹与物质相互作用。  山东科技大学太赫兹技术研究中心  山东科技大学太赫兹技术研究中心成立于2003年,由我国著名太赫兹专家刘盛纲院士担任中心主任,是山东省唯一的太赫兹科学与技术研究机构。  目前实验室拥有太赫兹源研究室、太赫兹时域光谱技术应用研究室和太赫兹器件开发研究室共三个研究室,实验室面积约500平方米,设备价值约300万元。拥有60m2的千级超净实验室,奥地利产半导体泵浦飞秒激光器,德国产808nm、30W半导体激光器,相干公司激光光束质量分析仪,Gentec公司激光功率计,泰克公司200MHz示波器,光学平台等研究设备,锁相放大器, Golay探测器,精密电移台等专用研究设备。  主要研究方向包括:基于光子学太赫兹辐射源的研究、太赫兹应用技术研究、太赫兹器件的研究。  超快光电子与太赫兹技术实验室  超快光电子与太赫兹技术实验室是一个集合光学,半导体物理学,微电子学,生物学等多学科交叉的实验室。主要涉及微电子制造、半导体工艺、生物医学检测、太阳能光伏、红外传感、超高频电磁波应用等领域。实验室依托于上海理工大学。主要研究人员有庄松林院士、朱亦鸣、许健等。  实验室目前已有1000级超净室180平方米,美国相干公司飞秒激光器一台,时域太赫兹波谱测试系统一套,AFM原子力显微镜一台, SEM扫描电子显微镜一台,半导体参量测试仪一台,积分球光谱测试系统一套,磁共溅射/离子束溅射镀膜机一台等大型设备。  实验室主要研究方向:1.应用全新的超快光学方法-时域太赫兹波谱法,进行半导体材料和器件内超快电子的检测 同时设计开发新型的半导体超快电子器件。2.利用太赫兹波对物质进行研究 如通过太赫兹波和生物分子的作用,来鉴别区分不同类型的中草药,毒品等 通过太赫兹波和液晶材料、半导体材料的相互作用,来研究材料本身的一些物理特性。3.超高频电磁通信和传输及其器件的开发。4.微纳结构硅基光伏材料(黑硅)的制备、检测 基于黑硅的光伏电池的优化组装 5.微纳结构金属材料的制备、检测 基于此类微纳结构金属材料的应用 6.表面等离子波导中电磁场微小频率变化的探测7.表面等离子波导中电磁场的古斯汉欣位移增强效应的研究。  中国计量学院太赫兹技术与应用研究所  中国计量学院太赫兹技术与应用研究所成立于2006年7月,属于校级研究所,研究所所长:为洪治博士。研究所获得了浙江省“重中之重”学科“仪器科学与技术”的资助。  现有实验室面积1000余平方米。拥有基于BWO(返波振荡器)的连续THz实验平台 锁模钛宝石激光器及相关测试设备 太赫兹波TDS系统等实验设备。  主要研究方向1.太赫兹波器件、传输与系统 2.太赫兹波成像、传感技术及应用 3.太赫兹波与生物分子相互作用机理及应用 4.太赫兹波谱材料特性测试及应用。  中科院太赫兹固态技术重点实验室  2011年3月28日,中科院太赫兹固态技术重点实验室揭牌仪式举行,该重点实验室的成立,加强了中科院太赫兹研究基地建设。实验室依托于中国科学院上海微系统与信息技术研究所。曹俊诚研究员担任实验室主任,田彤研究员担任实验室副主任,封松林研究员担任实验室学术委员会主任。  实验室主要围绕半导体固态太赫兹源、探测器及其在通信与成像等领域的应用,开展基于光子学和电子学的固态太赫兹器件物理与工艺、太赫兹器件与模块、太赫兹检测与成像以及太赫兹信息传输与通信等方面的基础和应用研究工作。  中物院太赫兹科学技术研究中心  2011年12月12日,中物院太赫兹科学技术研究中心正式成立,中心主任由电子工程研究所所长姚军代理。  中心主要围绕太赫兹物理理论、半导体太赫兹技术、电真空太赫兹技术以及太赫兹在通信、雷达、光谱学和成像中的应用开展研究。太赫兹研究中心目前成立了4个研究室,包括太赫兹总体和应用技术研究室、太赫兹理论研究室、太赫兹半导体器件研究室和电真空太赫兹技术研究室,依托各相关研究所开展工作,并计划在中物院成都科技创新基地建设太赫兹实验室。  此外目前国内高校中电子科技大学,天津大学,南京大学,中山大学,国防科大,上海交通大学,西安理工大学,深圳大学,南开大学,清华大学 北京航空航天大学 北京理工大学等都有太赫兹研究计划。  研究所方面:中国科学院物理所,紫金山天文台,西安光机所,中科院上海应用物理所,半导体所也有研究项目。
  • 山东科技大学太赫兹技术实验室通过青岛市重点实验室专家评审
    9月8日,青岛市科技局组织专家对申报青岛市重点实验室的山东科技大学太赫兹技术实验室进行评审。青岛市科技局组织的专家,青岛市科技局副局长徐法坚、青岛经济技术开发区科技局局长吴志成,山东科技大学副校长靳奉祥、校长助理贺国平,科研处、学科建设办公室及理学院负责人出席了评审会。会议由青岛市科技局基础处处长张宁主持。  听取情况汇报、实验室现场考察及质询答疑后。专家委员会认为:太赫兹科学与技术作为一门前沿交叉学科,具有重要的学术价值和广阔的应用前景,建立青岛市太赫兹技术实验室,对于促进青岛市在该领域科技创新和产业化发展具有重要意义 拟建实验室拥有一支学术水平高、研发经验丰富的研究团队,承担和完成了多项国家和省、市级科研项目,在太赫兹时域光谱技术及相关器件等方面具有较强的科技创新能力 拟建实验室定位准确,研究方向设置合理、发展思路清晰、专业特色突出、建设方案可行、运行机制规范,具有很好的产学研结合基础,符合青岛市重点产业发展的需求 山东科技大学已经具备了建设“青岛市太赫兹技术重点实验室”的实验条件和基础设施。同时,专家组针对实验室研究方向的优化调整、科研人才的培养等方面提出了意见和建议。  评审会前,靳奉祥在致辞中对各位领导和专家的到来表示欢迎,他说,太赫兹技术实验室是山东科技大学发展过程中加强科学研究的一个重要组成部分,各位专家和领导为实验室的下一步发展提出了宝贵意见和建议,实验室将认真听取意见,积极为青岛市的科技进步和经济社会发展做出贡献。  徐法坚在总结讲话中说,太赫兹技术应用前景广阔,青岛市对山东科技大学太赫兹实验室抱有很大期望,希望实验室今后进一步加强基础研究,发挥优势,形成特色,并在应用研究领域找到与地方经济的结合点,为青岛新兴产业发展提供支持。  最后,贺国平对各位专家和青岛市科技局领导对山东科技大学的支持表示感谢,他说,各位专家提出了中肯意见,实验室将按各位专家和领导的意见和建议,集中力量,求得突破,争取今后为地方经济发展提供更好的服务和支持。  太赫兹辐射指的是频率位于微波和红外光之间的电磁辐射,与传统光源相比,具有可穿透大多数介电材料、被导电材料完全反射等特点,具有可见光和X射线所不具备的优势,太赫兹在物理、化学、天文学、分子光谱、生命科学和医药科学等基础研究领域,以及安全检查、医学成像、环境监测、食品检验、射电天文、卫星通信、武器制导和军用雷达等应用研究领域具有巨大的科学研究价值和广阔的应用前景。  山东科技大学太赫兹技术研究所成立于2003年,由刘盛纲院士任所长,是国内较早开展该领域研究的单位之一。目前在太赫兹时域光谱技术及其成像、光学差频太赫兹源与太赫兹光纤激光器的开发和应用、太赫兹器件三个方向开展研究,具有独特的学科优势和良好的前期研究积累。
  • 太赫兹光谱有望首次应用到临床医学
    6月23日,记者从三军医大西南医院获悉,该院综合实验研究中心主任罗阳教授与检验科主任府伟灵教授及其团队在历时4年研究后,成功利用太赫兹光谱首次实现了多种临床致病菌的快速检测,其检测时间只需要10秒左右,这意味着太赫兹光谱将有望首次在临床医学上运用,具有划时代意义。  该研究成果日前发表在国际著名光学期刊《生物光子学》上,题目为《太赫兹时域光谱用于快速无标记检测和评估病原菌》。  “太赫兹波,也就是频率在0.1到10太赫兹之间的电磁波。”府伟灵介绍,和X射线相比,它波长更多,穿透力却远不如X射线。  从2012年起,这个研究团队开展了大量研究,他们发现太赫兹波对水吸收特别敏感,其生成的光谱能检测出不同细胞的含水量,甚至连细胞内部水分子的振动或旋转,光谱都会呈现出不同的形状。  为进一步开发太赫兹光谱的检测潜能,他们开始研发太赫兹生物检测技术。怎么检测?罗阳举例说,以肿瘤为例,肿瘤内部的新生血管远多于正常组织,血管里含有大量水份,太赫兹波一照就出现明显的吸收,从而能准确判断病情。  目前,西南医院检验科已经收集了金葡萄菌、大肠杆菌、绿脓杆菌等细菌的太赫兹特征性光谱。同时,他们已向国内超过100家医院检验科发出邀请,欲建立不同细胞和细菌的光谱数据库。届时,只需要极少量血或唾液,就能快速检测出感染上了什么细菌,结果更准确,实现科学用药。
  • 太赫兹技术“未来可期”“太赫兹光谱与测试工作组”正式成立
    p style="text-indent: 2em text-align: justify "strong仪器信息网讯 /strongspan style="text-indent: 2em "太赫兹光谱与测试应用研讨会”暨“太赫兹光谱与测试工作组”成立大会于2020年1月12日在天津举行。本次大会由毫米波太赫兹产业发展联盟主办,莱仪特太赫兹(天津)科技有限公司承办,爱德万测试(中国)管理有限公司、中国科学院上海微系统与信息技术研究所与天津大学精密仪器与光电子工程学院联合协办。近百位太赫兹领域的专家学者、各领域的企业用户齐聚天津,分享科研成果、企业需求,共话太赫兹技术与产业发展道路。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "太赫兹电磁波段具有频谱资源丰富、穿透性强等特点。随着太赫兹科学技术研究的不断发展,技术应用需求市场正在形成,其中尤为突出的是对于太赫兹光谱技术应用需求。太赫兹光谱检测与成像技术作为太赫兹领域的基础技术,正在食品安全、公共安全、材料科学及生物技术领域显示出其独特的优势和广阔的应用前景。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "国内太赫兹科技研究发展迅速,对太赫兹技术的应用需求与日俱增,将带动国内太赫兹光谱检测与成像技术相关的芯片、模块、系统以及太赫兹数据的爆发式增长。据统计数据显示,2017年中国太赫兹光谱检测与成像技术的市场规模约为2亿元,预计2020年将达5亿元,到2023年中国太赫兹光谱检测与成像技术的市场规模将超10亿元。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/6e629ed1-2554-421c-bd65-6f74be431475.jpg" title="会议照片.jpg" alt="会议照片.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong style="text-indent: 0em "会议现场/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在此次会议上,毫米波太赫兹产业发展联盟特别成立了“太赫兹光谱与测试工作组”,旨在通过工作组的努力,推动太赫兹光谱技术的应用及其标准化工作,并促进太赫兹光谱检测应用的发展,填补我国太赫兹频段物质光谱与材料电磁特性数据库的空白。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "会议由毫米波太赫兹产业发展联盟秘书长刘海瑞主持,他首先对联盟的组织架构、联盟单位、工作进展以及“太赫兹光谱与测试工作组”的主要成员进行了介绍,并宣布“毫米波太赫兹产业发展联盟· 太赫兹光谱与测试工作组”正式成立。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/8627ed3b-02fd-479f-9ffe-8033d602f756.jpg" title="刘海瑞.jpg" alt="刘海瑞.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong style="text-indent: 0em "毫米波太赫兹产业发展联盟秘书长 刘海瑞/strong/ppstrong style="text-indent: 0em "/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "随后,揭牌仪式正式开始,由天津市科学技术委员会生物医药处处长王锐与太赫兹光谱与测试工作组组长、天津大学何明霞教授共同揭牌,并为工作组理事单位颁发牌匾。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/2ade9f08-8358-4590-9183-96bd5c54051a.jpg" title="揭牌.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="揭牌.jpg"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/5e497f39-5a58-4659-b731-631b58547eeb.jpg" title="揭牌2.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="揭牌2.jpg"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "strong揭牌仪式/strong/ppbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/fd76136e-a905-43b6-8c70-20314ad4b7da.jpg" title="lingjiang .jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="lingjiang .jpg" style="width: 600px height: 400px "//pp style="text-indent: 0em text-align: center "strong颁发理事单位牌匾/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "天津大学精密仪器与光电子工程学院院长曾周末教授、太赫兹光谱与测试工作组组长、天津大学精仪学院何明霞教授和首都师范大学张存林教授分别致辞,表达他们对工作组成立的祝贺与期望。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/972b8f45-0e07-4ef3-8c0c-fe7b135d16a5.jpg" title="院长.jpg" alt="院长.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong style="text-indent: 0em "天津大学精密仪器与光电子工程学院 院长 曾周末/strong/ppstrong style="text-indent: 0em "/strong/pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/a3dd1525-346b-4d55-8f44-68c3d1116704.jpg" title="hemingxia.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="hemingxia.jpg"//ppbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong赫兹光谱与测试工作组组长、天津大学 教授 何明霞/strong/ppbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/b3ce6e8f-0196-47d8-9023-b491d0cad414.jpg" title="张存林.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0" alt="张存林.jpg" style="width: 600px height: 400px "//pp style="text-indent: 0em text-align: center "strong首都师范大学 教授 张存林/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "大会报告环节中,8位太赫兹领域的专家及工作者进行了精彩的分享。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/90b59608-61c7-45d5-9ecd-0659b8c93984.jpg" title="年夫顺.jpg" alt="年夫顺.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong中国电子科技集团有限公司 首席科学家 年夫顺/strongbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong报告题目:基于电子学的太赫兹材料电磁特性测试与结构成像技术研究进展/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在材料测量中,太赫兹材料测量可以深入材料内部,具有电磁特性且对人体无害,有其不可替代性。年夫顺从太赫兹工程相关问题思考、关键技术仪器设备、材料电磁特性测量、材料三维结构成像仪及团队建设未来展望几个部分进行了分享。他还指出,太赫兹目前还没有相应的标准,需要联盟和工作组的共同努力,将太赫兹技术“发扬光大”。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/facef07b-04f9-4eec-9199-37709da8242f.jpg" title="朱亦鸣.jpg" alt="朱亦鸣.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong上海理工大学 教授 朱亦鸣 /strongbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong报告题目:太赫兹波谱技术进展及其应用/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "太赫兹因其独特的性质已成为各国争相抢占的科学制高点,它既是科学前沿,又是国家的重大需求。朱亦鸣从目前国内太赫兹技术的发展状况,以及它在食用油油品检测、危险品检测、公共安全检测、中药有效成分检测和癌细胞检测等相关领域的应用对国内太赫兹发展的整体状况进行了介绍。随后,他还分享了太赫兹成像新技术——太赫兹近场超分辨显微镜。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/3d3627d6-6994-4227-aaf4-1f650554325c.jpg" title="黎华.jpg" alt="黎华.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 黎华/strongbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong报告题目:新型太赫兹激光光频梳及光谱应用/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "科学与应用的发展对表征技术提出了新的需求,包括超高空间分辨、超快时间分辨及精细光谱分辨等,且表征方法也在向低能量尺度表征发展。黎华基于高性能半导体太赫兹量子级联激光器与光频梳,结合近场显微技术,实现了太赫兹波段时间、空间、光谱的高分辨,解决了色散,主/被动稳频三大挑战,并在国际上首次实现了紧凑型实时太赫兹光谱仪。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/60ae14fe-ace0-4b87-bd15-cd818d3985ae.jpg" title="曲秋红.jpg" alt="曲秋红.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong莱仪特太赫兹(天津)科技有限公司 技术总监 曲秋红/strongbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong报告题目:太赫兹光谱检测应用研究及莱仪特检测平台/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "太赫兹技术应用前景十分广泛,但太赫兹光谱技术发展还存在很多在技术、成熟度及应用场景中的问题。曲秋红在报告中对莱仪特太赫兹(天津)科技有限公司的检测平台进行了简要的介绍,并分享了平台为食品、中药、太赫兹研究等领域用户提供检测服务的典型案例。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/4a9f2910-9926-455d-91df-8c28c4ba6261.jpg" title="赵红卫.jpg" alt="赵红卫.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong中国科学院上海高等研究院研究员 赵红卫/strongbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong报告题目:太赫兹光谱技术在生物化学中的应用研究/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "太赫兹在生物化学和生物医学等领域具有广阔的前景。报告中,赵红卫从太赫兹在生物化学检测和手性生物分子的应用入手,介绍了太赫兹在生物化学及生物医学领域的应用,并分享了太赫兹光谱解析的一些心得。最后,她对太赫兹未来的发展提出了一些展望。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/a3f6f0ad-9320-48bc-a52f-e47acdb6e7bb.jpg" title="张彦华.jpg" alt="张彦华.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong爱德万测试(中国)管理公司 新业务高级拓展经理 张彦华/strongbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong报告题目:“蒲公英花开”——太赫兹谱数据共享平台/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "目前,国内外多家单位拥有一定量的太赫兹光谱数据,但都规模较小、检测平台仪器型号多样,导致各单位交流难度大,且无统一的测样标准。张彦华介绍了爱德万测试(中国)管理公司的蒲公英太赫兹谱数据共享平台,是如何通过用户单位共享的方式让用户获得更加完整的数据库。他还展示了数据平台的相关功能。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/2f1a6ace-c861-4a8a-92d4-d7cdf410fcfd.jpg" title="叶伟斌.jpg" alt="叶伟斌.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong清华大学天津电子信息研究院 电子综合检测中心总监 叶伟斌/strongbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong报告题目:测试太赫兹材料与器件电磁参数的技术与方法/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "毫米波太赫兹通信具有设备小、定向性强、频谱资源丰富、具有穿透等离子体能力等特点,可以应用于雷达探测、材料成像、生物探测和通讯技术中。报告中,叶伟斌首先简要介绍了清华大学天津电子信息研究院电子综合检测中心的电子综合检测平台,随后,他分享了平台检测雷达芯片的实际案例,最后他还列出了平台提供的毫米波太赫兹的检测服务项目。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/ef2c7fd7-a93c-462d-a8cb-39e20d1f081d.jpg" title="邓玉强.jpg" alt="邓玉强.jpg" width="600" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong中国科学院计量院 研究员 邓玉强/strongbr//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong报告题目:太赫兹计量研究/strong/pp style="text-indent: 2em "太赫兹是宏观电子学和微观光子学的桥梁,近年来,各类太赫兹测量仪器不断涌现,但却没有统一的标准。邓玉强研究员介绍了他在太赫兹计量领域的一些研究成果。如太赫兹时域光谱计量、太赫兹辐射功率计量、太赫兹波长频率计量、太赫兹空域参数计量,以及太赫兹计量应用几个部分。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/e2619468-d700-4ff9-b1f3-6f98caa85110.jpg" title="heying.jpg" alt="heying.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong全体与会代表合影/strongbr//p
  • 太赫兹光谱或成为评价地质演化过程的新方法
    流体包裹体是研究矿物演化的重要手段之一。最近,中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室的宝日玛副教授利用太赫兹时域光谱技术对石盐体系进行了检测,根据石盐矿物的太赫兹波吸收系数随温度的变化关系,总结出石盐矿物的早成岩期、晚成岩期和近似变质阶段的成岩演化过程,实现了地质成岩成矿的太赫兹光谱表征与评价(如图1所示)。相关成果以“地质成岩成矿演化过程的太赫兹光谱研究”为题发表在近期出版的2015年第8期《中国科学: 物理学 力学 天文学》。  研究表明,盐?水体系中的流体包裹体包含了在自然界中保留的主要流体包裹体类型,能够提供古流体组成的物理化学信息。温度是成岩环境的重要因素之一,通过测试包裹体在成岩过程中的温度影响,能够为矿物演化评价提供详细的信息。  该项研究基于太赫兹光谱能够灵敏反映化合物结构与环境的指纹特性以及快速无损检测的特征,首次应用太赫兹时域光谱技术研究了不同温度生长的石盐晶体的光学性质,得到了石盐晶体的太赫兹吸收谱,建立了石盐矿物在温度环境下的演化模型,总结出石盐矿物的成岩过程,并通过理论模拟进一步验证了演化模型的正确性。  这一研究结果表明太赫兹技术可以成为地质成岩成矿演化过程评价的新方法,有望为环境演化、岩盐矿产成矿规律研究和含盐盆地地质成岩成矿演化过程的评价提供新的参考信息。
  • 2012年全球实验室太赫兹光谱市场约2000万美元
    太赫兹光谱的特性使其可以应用在各种行业,并且目前许多大公司已经在应用该技术。新竞争者的加入和技术本身的快速发展预示着其已经成长为分子光谱市场的一个主要部分。  太赫兹波介于微波与红外之间,波长大概在0.1mm(100um)到1mm范围。太赫兹光谱和其他光谱技术形成互补,许多化合物(毒品、炸药和各种形态的原料药)在太赫兹波段具有独特的指纹特征谱。太赫兹波不会引起生物组织的光致电离,人类可以安全接触。各种各样的商业太赫兹光谱仪已经在市场上销售,包括传统的频域系统、时域系统、成像系统和便携式仪器。  在实验室应用方面,太赫兹光谱技术快速地被大公司采用进行质量分析和产品开发。英特尔公司采用该技术验证它在半导体和电子工业的实用性。许多大型制药公司正在使用该技术用于固体制剂的开发和QA&ndash QC。在临床和医学应用方面,太赫兹光谱也有显著的尝试,尽管其中许多工作目前还处于实验室研究阶段。  2012年的全球实验室太赫兹光谱的需求约为2000万美元,并且至少有六个主要的竞争对手能够提供商业化太赫兹光谱仪器。尽管2013年太赫兹光谱市场面临一个具有挑战性的环境,但是仍然会获得中等个位数的增长。而且到2014年这一市场预期会达到两位数的强劲增长。2012年实验室太赫兹光谱需求的行业分布  半导体、电子产品、纳米技术行业所占份额最大,达25%;其次是制药行业,为23%;位于第三位的是学术研究领域,为21%;其他应用太赫兹光谱较多的领域还有临床和医学领域14%,政府机构为11%,还有6%的份额为其他行业分享。编译:刘丰秋
  • 零辐射太赫兹人体安检仪年内北京试运用
    前不久,成都双流机场“弱光子人体安检仪”引发轩然大波。经查,所谓“弱光子人体安检仪”实际采用的是X射线检测。因使用X射线人体安检设备对公众进行无差别安检扫描,不具备正当性,环保部于10月10日正式下文叫停使用该类安检设备。  据了解,今年年底春运期间,北京部分火车站或将试用一种没有辐射的太赫兹人体安检仪。  现状 人体安检有盲区 G20峰会启用人体安检仪  据了解,目前,我国公共场所的安检主要是针对行李物进行检测,采用的技术都是比较成熟的X射线检测技术 适用于人体的安检方式,除了人工手检外,就是金属探测门及手持探测器。而对金属之外的物品,并没有特别有效的检测技术。如何能兼顾人身安全与安检效率,成为公众关注的问题。实际上,国外已经出现了无辐射风险同时又能准确检测的新技术,即太赫兹人体安检技术。这类安检新技术,国内也已经从实验室走向应用。在今年的G20峰会上,就出现了我国自主研发生产的适用于人体安检的“被动式太赫兹人体安检仪”。  该类设备已经在国内多地完成场地实验。很快将会在一些火车站进行试点测试。安检仪样子  专家 新型太赫兹安检技术对人体无害  太赫兹波是什么?它对人体无害的科学原理是什么?未来它将如何影响世界?为此,记者采访了中科院院士、我国最早致力于太赫兹波研究的著名激光与非线性光学专家姚建铨。姚院士详细介绍了太赫兹波的特性及科学原理,以及未来的应用前景。  为了便于理解,姚院士还特意在纸上画了一张图,将目前人类已知的各种波段在上面标注。据他介绍,2004年,太赫兹技术首次被美国提出,并且美国政府将太赫兹技术评为 “改变未来世界的十大技术”之一 2005年,日本更是将其列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,举全国之力进行研发。太赫兹,因此成为本世纪最为重要的新兴学科之一。  姚院士  “人类社会中存在声波、电磁波、震动波、伽马射线、X射线等各种各样的波。各种波频率有高低。声波的位置比较低,最高频的是伽马射线、X射线。太赫兹波在电子波段里不长不短,正好比光波要低一些,比声波和电磁波要高一些。”  姚院士解释说,太赫兹波之所以对人体无害,与其单光子能量低相关。太赫兹波在频谱图里的位置,位于微波和红外之间,其最大特点是单光子能量很低,仅仅相当于X射线单光子能量的1/124。姚院士说,由于它释放的能量很小,不会对人体产生有害的光致电离 而为什么伽马射线、X摄线对人体有一定的影响?因为它频率高,频率越高对人体的影响越大。所以说,安全性好,是太赫兹波的特性之一。也就是说,太赫兹波用于人体安检,无论主动式还是被动式,它对人体都是安全无害的。也正因为如此,世界上一些发达国家都在利用太赫兹技术在安检和安防领域。  其次,由于人体体温即可发射出太赫兹波,人体和物体之间的温度差,形成强弱不同的太赫兹波,机器接收后进行处理转换,最终实现探测成像 此外,太赫兹波对于某些电介质材料具有很强的穿透效果,除了可测量由材料吸收而反映的空间密度分布外,还可以通过相位测量得到折射率的空间分布,从而获得与材料相关的的更多信息。特别适合于可见光不能透过、而X射线成像的对比度又不够的场合。所以,利用太赫兹电磁波可检查机场通关的旅客与行李,检查邮件中是否藏有毒品、炭疽菌粉或炸弹等违禁物品。也就是说,利用太赫兹波不仅能检测成像,还可以检测物质成分,让毒品、爆炸物等无所遁形。可以预见,太赫兹技术未来将在反恐领域得到广泛应用。  另外,太赫兹和电磁波频谱中其它波段不一样,它几乎兼具通信、雷达和遥感测距等所有功能,而且每项应用的表现都比现有技术占优。因此,通信、军事、航天、生物诊断都是其大显身手的领域。  但是,姚院士也坦言,目前中国乃至全世界对于太赫兹波的了解还不是很深入,只是最近五年研究和应用的速度比较快。而民用方面,主要是在安全检测上。一些发达国家已经出现了太赫兹波人体安检仪,而我国也开始从实验室阶段进入到实际应用。今年,杭州举办的G20峰会期间,一种被称为“被动式太赫兹人体安检仪”的设备就已经投入测试使用。  进展 零辐射人体安检或春运期间北京试用  为了直观感受新型太赫兹人体安检设备的效果与效率,记者特意前往设立在北京亦庄锋创科技园的北京市科协院士专家工作站,现场观摩了在G20峰会期间使用过的被动式太赫兹人体安检仪的检测过程。  当随身携带金属刀、陶瓷刀、速溶奶茶、水、发胶等物品的被检人员,与没有携带物品的人员,依次从一台如银行ATM机般的机器前走过时,现场技术人员随即通过屏幕上人体图像的明暗对比,准确地排查出携带物品的可疑人员。 他介绍说,“今天演示的是双机对扫,人站在两台机器中间,这样就不用转身,大约3秒即可完成检测,非常便利。而且因为是非接触机器检查,避免了手检的尴尬和麻烦。”  据了解,检测是通过屏幕上明暗不同的成像效果来分辨人体是否携带异物。在演示现场,记者看到,一位携带陶瓷刀具的被检人员,其检测图像上能明显看出裤兜处阴影部分,技术人员说,阴影部分就是可疑物品,在实际安检中,这种情况会被要求做进一步人工安检   现场技术负责人赵光贞博士介绍,之所以该设备命名为“被动式太赫兹人体安检仪’,是相对于X射线和毫米波等主动式安检仪而言的。所谓主动式,都是由机器主动发射出光源穿透物体(或者反射回来),而被动式则是由机器被动接收人体发射出来的太赫兹波,本质上决定了“被动式太赫兹人体安检仪”是一种零辐射、零伤害的检测方式。“不同物品的温度不一样,利用温差,检测仪显示出不同颜色的呈像。”  另外,现场技术人员还告诉记者,被动式太赫兹人体安检仪还可实现动态检测,即对正在行进中的人进行扫描检测。据了解,动态扫描检测适用人流密集、安检级别高的场所,比如机场的旅客安检。但技术人员也告诉记者,这套设备虽然能实现动态检测,但是在动态模式下,成像的清晰度会受到一些影响。不过,让人期待的是,研发生产该仪器的航天十一院相关单位已经研发出第二代太赫兹人体安检设备,动态检测效果更佳。而且,新设备的示范应用点已经确定。将在今年春运期间完成测试应用。
  • 上海光机所在单层WSe2-Si超快太赫兹发射光谱研究方面取得进展
    近日,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室与国科大杭州高等研究院和中国科学院空天信息研究院合作,在二维WSe2-Si的混合维度异质结中瞬态电流太赫兹发射动力学以及谷自由度探测方面取得研究进展。相关研究成果以 “Ultrafast Drift Current Terahertz Emission Amplification in the Monolayer WSe2/Si Heterostructure”为题发表于The Journal of Physical Chemistry Letters上。基于单层过渡金属硫族化合物(TMDs)的范德瓦尔斯异质结作为同时具有强的自旋动量锁定效应与能带可调等丰富的光电性质的二维半导体,在片上集成光源、新型光电探测和谷电子学技术中具有重要的应用潜力。图1 (a)太赫兹发射光谱系统示意图;(b) 太赫兹脉冲时域波形;(c) 异质结中耗尽电流辐射太赫兹示意图。本工作首次利用非接触的超快太赫兹发射光谱技术探测了TMDs-Si异质结中耗尽场放大的瞬态光电流,并利用其探测了其中单层二维材料放大的谷自由度并实现了全光操控。本工作为基于二维-三维混合维度异质结的谷电子学探索提供了新思路。在这项工作中,研究人员使用时间分辨太赫兹发射光谱系统,研究了单层WSe2-Si异质结经飞秒激光泵浦后的超快太赫兹发射动力学过程。通过对太赫兹发射机理的分析,发现并验证了WSe2-Si异质结中增强的耗尽电场加速载流子迁移,从而导致更大的瞬态电流与对应10倍增强的太赫兹辐射的作用过程。图2 (a) 光学选择定则示意图;(b) 单层WSe2与异质结中的泵浦光手性依赖现象。同时,利用时间分辨太赫兹发射光谱系统可在无需特殊环境(低温、磁场、应力)的室温条件下探测到单层WSe2与WSe2-Si异质结中泵浦光手性依赖的谷光电流,证实了二维-三维异质结中自旋动量锁定效应的存在,同时也发现单层WSe2材料的谷-动量锁定的光电流手性在异质结中得到了保留。由此利用谷光电流偏振依赖特性,也可以实现对半导体材料发射太赫兹的有效调控。硅基二维-三维材料异质结中实现太赫兹辐射放大的方法拓展了基于超快光学方法的太赫兹辐射源提升效率方式,对于新型片上可集成的太赫兹芯片研究具有重要的意义。此外,超快太赫兹发射光谱在室温条件下对于TMDs材料中谷光电流的无接触探测拓宽了探测自旋动量锁定效应的方法路径,为基于此类异质结的谷电子学的研究提供了新的思路。
  • 重大科学仪器专项:太赫兹光谱仪最新进展
    p  strong仪器信息网讯 /strong 2016年12月6日,中央民族大学,2016年太赫兹波谱技术及产业化研讨会暨国家重大科学仪器设备开发专项-基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发项目(以下简称:太赫兹专项)2016年年度总结汇报会顺利召开。中科院物理所院士杨国桢、北京理工大学院士周立伟、清华大学院士周炳琨、北京大学院士龚旗煌、中科院半导体所院士李树深、深圳大学院士范滇元、南京大学院士吴培亨、清华大学院士金国藩、天津大学院士姚建铨、科技部资源配置与管理司处长刘春晓、北京市科委李建玲处长等70多人到会。大恒新纪元科技股份有限公司总经理杨晓红、中央民族大学校长宋敏致欢迎辞。宋敏在致辞中说到,本次会议是中央民族大学今年规格最高的一次会议,光电领域顶级专家齐聚,可谓太赫兹领域的年度盛会,并预祝太赫兹专项取得丰硕成果。/ppbr//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/dba4bdfb-5646-46d7-93c4-bde95acb31c8.jpg" title="songmin.jpg" style="width: 400px height: 261px " hspace="0" height="261" width="400" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "  中央民族大学校长宋敏致欢迎辞/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/7edebd8d-e799-403b-aed2-3243948c71e1.jpg" title="yangxiaoh.jpg" style="width: 400px height: 261px " hspace="0" height="261" width="400" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "  大恒新纪元科技股份有限公司总经理杨晓红致欢迎辞/pp  大恒新纪元科技股份有限公司研发部副经理张翼、首都师范大学教授张存林、中国石油大学(北京)教授赵昆等各项目承担单位代表介绍了项目有关仪器研制、应用研究、产业化进程等各方面的详细情况 与会院士、部委领导及专家学者代表就项目及产业化方面发表了各自的意见和建议。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/87906388-b8bc-44e6-8af7-5a6521acca02.jpg" title="zhangcunlin.jpg" style="width: 400px height: 261px " hspace="0" height="261" width="400" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "  首都师范大学教授张存林致辞/pp  太赫兹专项已经历时4年,2017年结项,2016年是承上启下的关键一年。太赫兹项目总体进展顺利,2016年已经开始欧、美、印度、国内等方面的市场推广工作,杨晓红介绍到。大恒新纪元科技股份有限公司研发部副经理张翼详细汇报太赫兹专项进展。太赫兹专项项目经费为1亿3780万(国拨+企业自筹),目前已经完成76.99%经费投入(国拨76.3%+企业自筹68.8%) 计划开发仪器10项,已完成18项 计划应用开发5个,已完成7个 计划申请专利43个,已经完成101个 计划制定标准8个,已经完成3个 计划取得软件著作权8项,已完成11项。太赫兹专项已经完成产品转化15项,2016年密集开展各项市场推广工作,参加慕尼黑激光上海展、第十一届国际激光加工技术研讨会、慕尼黑分析仪器展(德国)、西部光电子展(美国)等20多个国际国内学术会议和展会,实现产品销售41例,CIP-TDS光谱仪、太赫兹时域光谱仪等产品实现销售额3506万元。与传统的中国科学仪器企业有所不同,大恒科技在坚持自研的技术路线之外,也借助了资本的力量,把国际技术领先的美国Zomega公司(该公司由于所有人个人原因关闭)所有技术和专利收入囊中,并为Zomega公司在中国已经销售的所有产品提供后续服务。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/78aa27e0-eb51-4b8a-8b55-d4d8b60e30fb.jpg" title="zhangyi.jpg" style="width: 400px height: 261px " hspace="0" height="261" width="400" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "  大恒新纪元科技股份有限公司研发部副经理张翼汇报项目进展/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/87f82528-0737-46a7-bd03-72cfdd6de945.jpg" title="飞秒激光器.jpg" style="width: 300px height: 174px " hspace="0" height="174" width="300" vspace="0" border="0"/img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/9f6747e3-1e39-4472-972c-6a75ffca5ced.jpg" title="时域光谱仪.jpg" style="width: 300px height: 174px " hspace="0" height="174" width="300" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/4c26d459-5966-4a8e-9630-71a7aa6e8d86.jpg" title="太赫兹光谱仪.jpg" style="width: 300px height: 174px " hspace="0" height="174" width="300" vspace="0" border="0"/img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/2695b8c2-eae5-4a86-b6f7-f596a374b234.jpg" title="飞秒激光器1.jpg" style="width: 300px height: 174px " hspace="0" height="174" width="300" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "现场产品展示br//pp  中国石油大学(北京)教授赵昆作《油气资源太赫兹光谱表征与评价》报告。报告中说到,借助太赫兹专项,开拓了石油气光学学科研究领域 依托太赫兹专项,后续获得973课题1项、国家自然科学基金2项、石油化工联合会科技计划3项、中石化课题1项、中石油课题1项。2015年11月14日“井下油气探测关键技术创新及应用”科技成果鉴定会上,太赫兹光谱油气探测技术获得“达到国际领先水平”的评价。目前,油气资源太赫兹光谱表征与评价技术已经应用油气产业的“上游”、“中游”、“下游” 油品太赫兹光谱数据库已经初步建立。赵昆说到,太赫兹技术在石油气方面的应用,并不是替代原有技术和设备,而是有益的补充 未来,太赫兹在非常规油气勘探与开发等方面将大有作为。据了解,太赫兹专项目前已经在食品安全、石油气、民族医药等7个方面完成应用开发的相关工作。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/50098563-4809-47e0-9434-ee550a0d67f7.jpg" title="zhaokun.jpg" style="width: 400px height: 261px " hspace="0" height="261" width="400" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "  中国石油大学(北京)教授赵昆代表项目应用组报告/pp  为太赫兹专项所取得的成绩及更好地完成2017年专项结题工作,与会的院士、专家学者和相关部门领导纷纷发表自己的意见和建议。譬如:如何进一步提高仪器的稳定性、可靠性?如何加快产业化进程等.....有院士说到,以前我们知道太赫兹应该很有用,太赫兹专项解决了“太赫兹技术如何应用”的问题!/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/e72b8dfd-b69c-46b9-8ed2-baacc7d9d709.jpg" title="yuanshiping.jpg" style="width: 620px height: 348px " hspace="0" height="348" width="620" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "与会代表发言/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/c0cec519-fd6e-4eb5-9035-f2eaa05e8871.jpg" title="参观.jpg" style="width: 620px height: 413px " hspace="0" height="413" width="620" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "与会代表现场听取产品介绍/pp  张翼在汇报中说到,2016年,太赫兹专项进入项目第四年,不论是仪器研发还是应用研发均进入收尾阶段,项目正式进入结题准备阶段。2016年,仪器的优化改进及应用探索工作还在进行当中,钛宝石飞秒激光群II型、光纤耦合太赫兹时域光谱仪等设备还在陆续的研发和改进中,大恒科技将以更好的产品、更好的用户体验来迎接未来市场的挑战。2017年,不是终点,是起点!/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/55cfb73b-e1e1-4e8e-b73e-300a2528556c.jpg" style="width: 620px height: 301px " title="合影.jpg" hspace="0" height="301" width="620" vspace="0" border="0"//pp style="text-align: center "  与会代表合影留念/p
  • 全新一代纳米光谱与成像系统-neaSCOPE,在可见、红外和太赫兹光谱范围实现10 nm高分辨光谱和成像!
    一、 neaspec推出全新一代纳米光谱与成像系统neaSCOPE系列产品 近期,全球知名纳米显微镜领域制造商neaspec推出了纳米光学显微镜neaSCOPE全新一代系列产品,加载了全新技术,拓展了产品功能,以满足客户多样的实验需求。neaSCOPE是基于针增强的纳米成像和光谱,以应用为目的,满足客户在科学,工程和工业研究等不同领域的科研需求。由于其高度的可靠性和可重复性,neaSCOPE已成为纳米光学领域热点研究方向的科研设备,在等离子激元、二维材料声子化、半导体载流子浓度分布、生物材料红外表征、电子激发及衰减过程等众多研究方向得到了许多重要科研成果。neaSCOPE技术特点和优势包括:♢ 行业的针增强技术,高质量的纳米分析实验数据。♢ 采用模块化设计,针对用户的实验需求量身定制配置,同时兼顾未来的升需求,无需重复购置主机。♢ 软件使用方便,提供交互式用户引导功能,让新用户也能快速上手。流程化的软件界面,逐步引导用户轻松完成实验操作。♢ 功能多样、可靠性高,已得到大量发表文章的印证,在纳米光学领域有很深的影响力,是国内外实验室的头号选择。二、neaSCOPE全新一代产品型号 IR-neaSCOPE:基于AFM 针的激光诱导光热膨胀的纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE可测量纳米红外吸收谱。该设备利用AFM-IR机械信号来检测样品中激光诱导的光热膨胀。IR-neaSCOPE无需红外探测器和光学干涉仪,为热膨胀系数大的样品(如聚合物、生物材料等)提供了一种经济高效的纳米红外成像及光谱研究的解决方案。IR-neaSCOPE提供红外吸收成像,点光谱和高光谱成像,并可升到IR-neaSCOPE+s,拓展更多功能,实现更多种类材料的研究。♢ 将样品的光学与机械性质有效地去耦,实现无伪影的吸收测量。♢ 将激光地聚焦在探针上,实现优化条件下对样品的无损表征。♢ 互动式软件界面,帮助新用户直接上手,获取高质量数据。IR-neaSCOPE+s:探测商用AFM针的弹性散射光,实现纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE+s能实现10 nm空间分辨率的化学分析和电磁场成像。该设备利用先进的近场光学显微镜技术来测量红外吸收和反射率,以及局部电磁场的振幅和相位。设备支持红外纳米成像、点光谱、高光谱、以及纳米 FTIR,可使用CW照明源,宽波激光器,以及同步辐射源。IR-neaSCOPE+s在有机和无机材料分析方面具有广泛的应用案例以及特殊的近场表征手段,如定量s-SNOM或亚表面分析。♢ 同时探测样品吸收和反射,适用于各类型材料。♢ 快速可靠的s-SNOM成像和光谱系统,在不影响数据质量的情况下实现高效数据产出。♢ 结合多光路设计和多项技术,实现大量选配功能(纳米 FTIR、透射、底部照明、光电流等)。...… VIS-neaSCOPE+s:局部电磁场偏振分辨的近场成像(振幅和相位)。VIS-neaSCOPE+s优化了可见光波长范围内的振幅和相位的矢量场成像。利用的s-SNOM技术实现对等离子体纳米结构和波导结构的近场成像和光谱研究。VIS-neaSCOPE+s提供灵活的光路配置,能够进行偏振测量、侧面和底部照明。同时支持升纳米FTIR 和TERS功能。♢ 检测局域电磁场的振幅和相位,实现对波衰减、模场和色散的全面表征。♢ 有的100%无背景检测技术和稳定的无像差对焦,保证在可见光全波数范围内的实验结果。♢ 灵活的光路选配,可将光源聚焦到样品或探针上,适用于等离子体不同的研究方向。 THz-neaSCOPE+s:纳米尺度太赫兹 (THz) 近场成像和光谱多功能平台。THz-neaSCOPE+s可在纳米尺度上实现太赫兹成像和光谱。该设备基于完全集成的紧凑型 THz-TDS 系统,可直接用于半导体纳米结构、二维纳米材料和新型复合材料系统的电导率研究。THz-neaSCOPE+s同时支持用户自由耦合太赫兹和亚太赫兹源,并集成了市面上SPM仪器中的软件界面,是强大的纳米太赫兹分析仪器。 ♢ 全反射光路,大程度上兼容宽波和单波太赫兹源,覆盖全部光谱范围。♢ 模块化设计和多光束路径设计,支持多种分析功能,包括光电流、泵浦以及纳米FTIR。♢ 基于THz-TDS 技术,实现紧凑且完全集成的太赫兹纳米光谱。 IR-neaSCOPE+fs:10 fs 时间分辨率和 10 nm 空间分辨率的超快泵浦光谱。IR-neaSCOPE+fs实现了泵浦光谱空间分辨率的突破。设备基于纳米FTIR 的fs激光系统,提供完全集成的硬件和软件系统,实现纳米的时间动态研究。该系统具备有的双光路设计、无色散光学元件、以及可选配的SDK,兼容各种泵浦激光器,使用成熟的高功率实验配置进行突破性的超快研究。♢ 完全集成的系统,帮助用户免于复杂的设备调试,专注于研究本身。♢ 无芯片的光学元件进行光聚焦和收集达到大时间分辨率。♢ 灵活的硬件和软件界面,可根据客户实验需求定制。 IR-neaSCOPE+TERs:nano-FTIR与nano-PL和TERS相结合,突破性的纳米尺度光谱探测技术。IR-neaSCOPE+TERs将纳米FTIR与针增强拉曼TERS和光致发光(PL)光谱相结合,在同一显微镜内利用弹性和非弹性散射光同时进行表征。该系统通过简单的光路校准可实现互补的红外光和可见光散射,可使用商用镀金的AFM探针进行稳定的纳米拉曼和PL表征。 ♢ 模块化设计和多光路设计,实现AFM探针在同一位置的纳米FTIR和纳米拉曼/PL光谱。♢ 通过简单的光路校准收集AFM探针针的强弹性散射光。♢ 使用商用AFM探针获得大 TERS 信号。♢ 优化的软件数据收集处理,在同一用户界面进行所有测量。 cryo-neaSCOPE+xs:超低温环境纳米光学成像和光谱。cryo-neaSCOPE+xs可在端低温下实现近场光学纳米成像和纳米光谱。该设备可获得高质量的近场信号,且支持可见光、红外光、以及太赫兹源。因此,该系统可实现10 K以下不同能相关的研究。cryo-neaSCOPE+xs 基于全自动干式低温恒温器,无需液氦。该系统同时具备共聚焦以及接电功能,以实现低温条件下的多功能研究。♢ 的s-SNOM和纳米FTIR技术,实现低温下纳米光学分析,温度低至10K。♢ 使用neaspec 照明和检测模块,兼容红外到太赫兹光源,应用领域广泛。♢ 使用全自动闭式循环高真空干式低温恒温器,降温速度快,使用成本低。 三、背景简介neaspec创立于2007年,起源于德国马克斯普朗克研究所,因其在纳米分析领域的一系列突破性技术而受到广泛关注。neaspec和Quantum Design结为全球战略合作伙伴,并于2013年次引入中国。产品经过多次升换代,设备的各方面性能均已达到高度优化。目前在国内的用户包括清华大学、北京大学、中国科学技术大学、中山大学、中科院诸研究所等高校和研究所。此次升使得系统在软件用户交互性、模块化、后续升兼容性方面具有更大的提升。 四、应用案例1. Nature: 双层旋转的范德瓦尔斯材料中的拓扑化激元和光学魔角 相关产品:IR-neaSCOPE+s 2018年W. Ma等在Nature报道了范德瓦尔斯材料α-MoO3 中的面内双曲声子化激元的重要发现。2020年6月,G.W. Hu等在此基础上通过理论预测并在实验上证实了双层旋转范德瓦尔斯材料α-MoO3体系,可以实现由转角控制的声子化激元从双曲到椭圆能带间的拓扑变换。在这个变换角附近,光学能带变成平带,从而实现激元的直线无衍射传播。类比于双层旋转石墨烯中的电子在费米面的平带,作者因此将这一转角命名为光学魔角。 研究中作者采用散射型近场光学显微镜(s-SNOM)对双层α-MoO3 旋转体系进行扫描测试。实验结果显示,在接近魔角时,光学能带变平,声子化激元沿直线无衍射传播。此外,通过测试不同转角的双层体系,作者成功观测到在不同频段大幅可调的低损耗拓扑转换和光学魔角。这一重要发现奠定了“转角光子学”的基础,为光学能带调制、纳米光操控和超低损耗量子光学开辟了新的途径,同时也衍生出“转角化激元”这一重要分支研究方向,为进一步发展“转角声学”或“转角微波系统”提供了重要的线索和启发。(引自:中国光学-公众号,2020年6月11日《Nature:光学魔角!二维材料转角遇见光》) 【参考】 Topological polaritons and photonic magic angles in twisted α-MoO3 bilayers. Nature, 2020, 582, 209-213.2. Nature: 天然双曲材料的声子化研究 相关产品:IR-neaSCOPE+s W. Ma在自然材料体系(α-MoO3)中观察到在平面内各项异性传播的声子化激元,包括传播速度不同的平面椭圆型和单向传播的平面双曲型声子化激元;并发现了在α-MoO3中支持的声子化激元具有低的损耗。实验发现,α相三氧化钼在两个光谱范围内存在两个剩余射线带,声子化激元的传播行为在两个剩余射线带内表现出不同的性质。在低剩余射线带内,α相三氧化钼可以在中红外波段支持双曲型声子化激元,也就是说声子化激元仅沿一个方向传播([001]方向),在垂直方向[100]的传播完全被抑制,这种化激元有多种具吸引力的性质,它具有强的场局域特性,可以支持厚度可调节的波导模式,并且损耗低。而在另外一个剩余射线带内,α相三氧化钼在中红外波段支持椭圆型声子化激元,化激元沿着[001]和垂直方向[100]以不同的波长进行传播,这种化激元传播寿命高达约8 ±1 ps,远高于目前已知的高寿命。研究进一步促进了光学器件的微型化和多元的调制特性,并且再次证明自然材料中仍然具有无穷的挖掘潜力。 【参考】 In-plane anisotropic and ultra-low-loss polaritons in a natural van der Waals crystal. Nature, 2018, 562, 557–562. 3. 纳米空间分辨超快光谱和成像系统在范德瓦尔斯半导体研究中的应用 相关产品:IR-neaSCOPE+fs近年来,范德瓦尔斯(vdW)材料中的表面化激元(SP)研究,例如等离化激元、声子化激元、激子化激元以及其他形式化激元等,受到了广大科研工作者的关注,成为了低维材料领域纳米光学研究的热点。其中,范德瓦尔斯原子层状晶体存在特的激子化激元,可诱导可见光到太赫兹广阔电磁频谱范围内的光学波导。同时,具有较强的激子共振可以实现非热刺激(包括静电门控和光激发)的光波导调控。2020年7月,美国哥伦比亚大学Aaron J. Sternbach和D.N. Basov教授等研究者在Nature Communications上发表了题为:“Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides”的研究文章。研究者以范德瓦尔斯半导体中的WSe2材料为例,利用德国neaspec公司的纳米空间分辨超快光谱和成像系统,通过飞秒激光激发研究了WSe2材料中光波导在空间和时间中的电场分布,并成功提取了飞秒光激发后光学常数的时间演化关系。同时,研究者也通过监视波导模式的相速度,探测了WSe2材料中受激非相干的A-exciton漂白和相干的光学斯塔克(Stark)位移。【参考】 Aaron J. Sternbach et.al. Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides, Nature Communications, 11, 3567 (2020) 4. ACS Nano:光致发光、拉曼、近场光学同步测量技术揭示二维合金材料新特性 相关产品:IR-neaSCOPE+TERs 单层异质结构的应用潜力直接受到材料内在和外在的缺陷影响。乔治亚大学的研究人员在Abate教授的带领下,利用neaSNOM散射式近场光学显微镜,研究了二维(2D)单层合金光致氧化过程中纳米尺度下的奇异界面现象。他们发现界面张力可以通过建立稳定的局部势阱来集中本征激子,从而实现高的热稳定性和光降解稳定性。该实验结果由neaspec公司特的nano-PL / Raman和s-SNOM同步测量技术所采集,并已发表在ACS NANO中。在实验中,作者合成了由单层面内MoS2-WS2异质结构制成的2D纳米晶体,这些晶体在富Mo的内部区域和富W的外部区域间,显示出了较强的纳米合金界面。在针增强照明刺激下(100天),作者进一步观察到,光降解过程中界面的激子稳定性、局域性和不均匀性。得益于高度敏感的s-SNOM成像技术,作者探测到富W的外部区域的反射率出现急剧下降。该反射率始于晶体边缘,并随时间向内传播。在同一样品区域获得的高光谱纳米光致发光(nano-PL)图像显示,W氧化相关的激子的猝灭会遵循与s-SNOM相同的模式(在边缘开始并向内传播)。值得注意的是,合金界面的内部区域表现出了强大的抗氧化能力。即使在光降解100天后,它仍具有很强的s-SNOM信噪比和未淬灭的nano-PL信号。为了进一步研究结构变化,作者使用nano-PL进行了增强拉曼高光谱纳米成像测量,并在同一扫描区域的每个像素处获取了空间和光谱信息。实验结果表明,在整个晶体的光降解过程中,WS2拉曼峰逐渐消失,而在内部区域中的MoS2仍然存在。该结果表明在相同的环境条件、同一显微镜下测量相同的晶体,由于热诱导的合金和基底晶格常数的不匹配,导致光氧化与局部应变存在一定的关联。而合金界面可防止该应变传播到内部区域,从而防止其降解。 【参考】 Photodegradation Protection in 2D In-Plane Heterostructures Revealed by Hyperspectral Nanoimaging: The Role of Nanointerface 2D Alloys. ACS Nano 2021, 15, 2, 2447–2457. 5. Cryo-SNOM低温近场在氧化物界面的新应用 相关产品:cryo-neaSCOPE+xs 氧化物界面处的二维电子体系(2DES)做为一个特的平台,将典型复合氧化物、强电子相关的物理特性以及由2DES有限厚度引起的量子限域集成于一体。这些特的性质使其在电子态对称性、载流子的有效质量和其它物理特性方面与普通半导体异质结截然不同,可以产生不同于以往的新现象。然而氧化物界面多掩埋于物质间使其难以探测,为探究其局限2DES需要一个无创并且具有很高空间分辨率的表征技术,如果还能提供一个较宽范围内温度变化的平台将大地推进该领域的研究。通常光学显微镜可用于上述研究,其中,远场的探测技术由于受到波长和衍射限的限制缺乏空间分辨率,而红外波段的光束探测传导电子的Drude反应分辨率仅有几个微米的量,无法满足测试需求,而利用散射式近场光学显微镜(s-SNOM)可以克服这一限制,使其具有10-20 nm的空间分辨率并获得光响应信号中的强度和相位信息。近期,Alexey B. Kuzmenko团队在Nat. Commun.上获得新进展,他们利用s-SNOM来研究从室温下降到6K时LaAlO3/SrTiO3界面的变化情况,从近场光学信号,特别是其中的相位分量信息可以看出对于界面处的电子系统的输运性质具有其高的光学敏感度。这一模型说明了2DES敏感性来源于AFM针和耦合离子声子模型在很小穿透深度下的相互作用,并且该模型可以定量地将光信号的变化与冷却和静电选通控引起的2DES传输特性的变化相关联,从而提供操控光学信息的有效手段。从利用s-SNOM得到的实验结果和建立的模型结果来看,二者之间具有很好的拟合,这一结果说明了电子声子相互作用对于在零动量时的表面声子离子模型的散射化吸收具有至关重要的作用。【参考】 High sensitivity variable-temperature infrared nanoscopy of conducting oxide interfaces. Nature Communications 2019, 10, 2774. 6. Science:近场太赫兹光电流-石墨烯等离子体在近费米速度传播下的非局域量子效应 相关产品:THz-neaSCOPE+s西班牙光子科学研究所(ICFO)的 Marco Polini教授和Frank H. L.Koppens教授在《Science》上发表了题为:Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics的文章。 在本篇文章中,研究者利用散射式近场光学手段,对石墨烯-(h-NB)-金属复合体系表面进行了纳米尺度下的精细扫描,由此观测到了太赫兹波段下的石墨烯等离子体以近费米速度进行传播。研究发现,在慢的速度(数百倍低于光速)下,石墨烯等离子的非局域响应得以探测,通过近场成像能够以无参数匹配手段清晰地揭示无质量的Dirac电子气体的量子描述,进而展示了三种类型的非局域量子效应,即单粒子速率匹配,相互增强费米速率和相互减弱压缩性。通过该近场光学的研究方法,研究者终提供了确定电子体系的全时空反应的新途径。 【参考】 Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics. Science 2017, 357, 187. 五、部分发表文章[1]. Nature (2021) 596, 362[2]. Science (2021) 371, 617[3]. Nature Physics (2021) 17, 1162[4]. Nature Phot. (2021) 15, 594[5]. Nature Chem. (2021) 13, 730[6]. Nature (2020) 582, 209[7]. Nature Phot. (2020) 15, 197[8]. Nature Nanotech. (2020) 15, 941[9]. Nature Mater. (2020) 19, 1307[10]. Nature Mater. (2020) 19, 964[11]. Nature Phys. (2020) 16, 631[12]. Nature (2018) 562, 557 [13]. Nature (2018) 359, 892[14]. Science (2018) 362, 1153 [15]. Science (2018) 361, 6406 [16]. Science (2018) 359, 892[17]. Science (2017) 357, 187[18]. Science (2014) 344, 1369[19]. Science (2014) 343, 1125
  • 校园招聘 I 青岛盛瀚-青岛青源峰达太赫兹科技有限公司
    面对当下内卷的就业环境,这届年轻人开启了“找工作不看钱看什么”的人间清醒模式。那对于应届生同学来讲,想要一份高薪工作,投递什么岗位才合适呢? 目前我国正在大力发展高技术制造、新能源等产业,这些行业目前缺乏高技术人才,具备薪酬优势。机械工程、材料科学与工程、电子科学与技术,生物,化学,环境,材料,食品等业有机会进入高薪行业。 近期小编整理了一些理科工科好岗必投企业~欢迎大家来投递。 今日主推青岛盛澣关联公司【青岛青源峰达太赫兹科技有限公司】。 青岛青源峰达太赫兹科技有限公司由中国工程物理研究院流体物理研究所与青岛盛瀚色谱技术有限公司共同组建,属于国家级高新技术企业。青岛盛瀚色谱技术有限公司专业从事离子色谱仪及其核心部件的研发、 生产、销售和技术服务,在离子色谱细分领域国内仪器占有率 50%以上,产品远销世界 60 多个国家和地区,并建有面向仪器产业配套的公共服务平台,在仪器产业化领域具有深厚的积累。 青源峰达太赫兹科技有限公司高度重视研发工作,建有绵阳技术研发中心和青岛产品研发中心,汇聚海内外专业人才,硕、博士学历占比 90%以上,具备太赫兹基础技术、集成技术和应用技术的设计、研发能力。青岛青源峰达太赫兹科技有限公司成立以来以太赫兹相关技术研发为核心,积极与外部机构开展合作,现为“中国工程物理研究院博士定向委培单位”、“中物院流体物理研究所博士生实践基地”、“青岛市太赫兹光谱成像专家工作站”、“山东省计量测试学会会员单位”、“青岛大学产学研合作基地”以及“海洋观测与宽带通信技术协同创新中心”。 通过与外部科研机构的广泛合作,青源峰达公司已形成了立足太赫兹技术和产品研发,辐射其他波段光电产品研发能力的综合研发平台。公司已顺利完成高精度太赫兹时域光谱系统、快速太赫兹时域光谱系统、太赫兹三维层析成像系统等三款太赫兹系统的成果转化,并随后相继推出了太赫兹时域光谱教研系统、高速太赫兹时域光谱系统以及自动随形太赫兹无损检测系统三款新产品。在实现太赫兹光谱及成像系统产品化基础上,开展了高精度光纤延迟线、快速光纤延迟线、太赫兹源和探测器、飞秒激光器、集成太赫兹镜头、高精度二维扫描平台、样品仓单元、信号采集和处理单元、锁相放大器等核心部件的开发工作,是国内少数具备全链条太赫兹核心部件自主研发和生产能力的企业之一。 【岗位需求 1:光学工程师】 岗位职责:1.光学零件(透镜、棱镜、反射镜、光栅等)的仿真;2.光学零件(同上)的公差分析、图纸绘制、加工厂家寻找;3.光学零件的测试与验收;4.根据公司产品与研发需要,设计透射光路、反射光路和分光光路等;5.对设计的光路或系统进行仿真、分析与加工等;6.对设计的光路或者系统进行装调、实验与验收等。任职要求:1.光电工程、精密仪器、仪器仪表、测控技术与仪器等相关专业;2.精通 zemax 或 code v;SolidWorks 或者 CAD,Tracepro3.熟悉几何光学、光谱测量等基本原理;4.主导或参与过光谱仪或者紫外检测器或者荧光检测器全过程者优先考虑;5.硕士及以上学历。【岗位需求2:应用研发工程师】 岗位职责:1、调研行业应用需求,并做相关技术验证,就新应用场景制定全方位解决方案;2、客户现场考察,技术交流等,针对客户需求不断改进应用方案;3、产品整机及应用端测试与改进。任职条件:1.硕士及以上学历,光学、太赫兹、光电子等相关专业,了解光纤光学、光电探测原理;2、熟悉各种光纤光学仪器、器件,有光学系统搭建、调试与系统应用测试经验;3、协助销售开拓新的应用市场4、具有行业应用调研、开发经验优先考虑;5、具有 MATLAB,python,SolidWorks 等多种专业软件操作及数据挖掘能力。【岗位需求3:算法工程师】岗位职责:1.研究太赫兹前沿算法论文与代码复现2.熟悉机器学习与深度学习算法及原理3.之前熟悉python、matlab 、C++中任意两种编程语言任职条件:1.物理学、数学等理科背景优先考虑,接收应届硕士毕业生。【岗位需求4:FPGA工程师】岗位职责:1、FPGA的项目需求分析,任务书、概要设计、详细设计等开发文档的编写;2、负责根据系统设计要求进行FPGA代码的设计、验证与测试、维护;3、配合软硬件工程师进行产品设计过程中的软硬件联调和验证;任职条件:1、通信、信号与信息处理、计算机、电子技术及自动化等相关专业;2、有丰富FPGA设计经验,熟悉主流厂家芯片、国产FPGA芯片系列和开发工具;3、熟悉相关语言,能独立进行FPGA时序设计/分析/仿真;4、熟悉相关通信接口;5、熟悉DDR、PCIe、1000Basex、高速serdes等常用接口者优先录用。6、能够读懂原理图,有一定的硬件电路基础。 【联系方式】应聘公司:青源峰达太赫兹科技有限公司公司地址:山东省青岛市崂山区澳柯玛智慧产业园2号楼3层联系人:人力资源经理 王先生简历投递通道:https://www.instrument.com.cn/job/activity/toSoleIndex?id=143成立20周年,聚焦科学仪器行业&检验检测行业的,行业专属垂直招聘平台,让找工作变轻松。轻松选公司,每家都和行业相关专注于服务仪器厂商/代理商,检测机构,科研院所/高校,工业企业,学会/协会,政府机构等组织。轻松选职位,每个都和专业相关专注于提供真实有效的行业专属职位,覆盖高级管理,市场营销,技术研发,售前售后,检测分析,科研学术等就业机会。行业精英内推通道,欢迎联系“仪小才”,加微信rencaizhaopin1717。
  • 刘盛纲院士:我国太赫兹光谱分析仪实现量产
    p  日前,由中科院、国家自然科学基金委员会主办,华讯方舟科技有限公司、深圳中国科学院院士活动基地等承办的第二届太赫兹国际会议在深圳举行。/pp  据悉,太赫兹国际会议是目前国际太赫兹领域水平最高、最具前瞻性的国际会议之一。本届会议旨在汇聚多方力量,聚焦太赫兹科学和应用最新技术成果,探讨交流太赫兹科学与技术未来的发展方向以及太赫兹相关技术应用前景,与社会各界一道推动太赫兹技术、产业的蓬勃发展。/pp  太赫兹技术被美国评为“改变未来世界的10大技术”之四,被日本列为“国家支柱10大重点战略目标”之首,是一种处于特殊频率范围的波段,可以应用在移动宽带通讯、反隐身雷达、反恐、无损工业检测、食品安全检测、医疗和生物成像等众多领域。/pp  中国科学院院士、广东省院士专家企业(华讯方舟)工作站首席院士刘盛纲表示,作为新兴的前沿领域,太赫兹科学技术已经受到了各国广泛重视。华讯方舟集团是全球率先实现用3种方式获得太赫兹源并制造出对应产品的企业,其自主研发的中国首台主动式圆柱形毫米波人体安检仪填补了我国在太赫兹人体成像安检市场的空白,自主研发的太赫兹时域光谱分析仪也已全面实现量产。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/03f72e46-ddd9-4e65-b2eb-a6e63368ea41.jpg" title="4vR--fypsqiz9298571.jpg"//pp style="text-align: center "主动式圆柱形毫米波人体安检仪图示/p
  • 2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会在京成功召开
    仪器信息网讯 2012年8月8日-9日,由中国仪器仪表学会、“太赫兹光电子学教育部重点实验室”、《现代科学仪器》编辑部主办的2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会在北京紫玉饭店成功召开。本次会议的宗旨是为太赫兹科学仪器研制开发提供技术交流平台,为太赫兹仪器选购提供技术咨询,并为太赫兹仪器使用提供技术支撑。本次研讨会特别邀请到电子科技大学刘盛纲院士、天津大学姚建铨院士等太赫兹研究领域的多名专家学者做精彩报告,吸引了来自各科研院所、仪器公司的近100位代表参会。会议现场  开幕式由太赫兹光电子学教育部重点实验室主任张存林教授主持,中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长吴幼华先生,电子科技大学刘盛刚院士分别为大会致辞。中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长吴幼华先生电子科技大学刘盛纲院士  首先,吴幼华先生代表主办方对各位代表表示热烈的欢迎。并介绍到,太赫兹科学仪器涉及的领域很广,专业性很强,是非常重要的交叉前沿领域,其技术进步为技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的发展机遇。  电子科技大学刘盛纲院士在致辞中指出,“重要的科学成就必须以实验研究为基础,在国际上重要的仪器设备是一流大学所必备的条件。近几年,中国也越来越多的认识到科学仪器的重要性。在过去的十几年中,日本人拿了6个诺贝尔奖,以色列拿了两个诺贝尔奖,我们相信中国一定会拿诺贝尔奖,但是不知什么时候。我们有很多好的思想,只是做不出实验结果来,我们国家要想成为科技大国,加强对仪器设备的支持是非常必要的。此外,中国的太赫兹技术发展非常快,也得到了国家自然科学基金委的大力支持,不过目前还存在一些问题,如投资不太集中等”。国家自然科学基金委员会信息科学部张兆田主任  在开幕式中,国家自然科学基金委员会信息科学部张兆田主任还做了《信息优先资助领域及其基金资助工作》的相关报告。在报告中,张兆田主任介绍了信息科学的发展规律与特点,发展状况与未来发展趋势、重点优先发展领域等。其中,新型毫米波与太赫兹器件就是其优先发展的领域之一,其研究内容包括太赫兹核心器件及阵列检测器、微结构太赫兹功能器件;新型太赫兹探测技术等。此外,张兆田主任还介绍了信息科学部的部门设置、资助方针、资助格局、资助项目类型、项目受理评审过程等相关内容。首都师范大学物理系张岩主任  此外,首都师范大学物理系张岩主任也介绍了太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会的会议组织等相关情况。  大会报告 技术发展篇太赫兹光电子学教育部重点实验室主任张存林教授报告题目:基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发  张存林教授在报告中详细介绍了国家重大科学仪器设备开发专项“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发”的相关情况。介于微波和红外之间的太赫兹是物理与信息领域重大科学技术问题,太赫兹波谱是反应分子结构和空间阵列的指纹谱。太赫兹时域光谱仪未来将向宽谱、高能量、小型化的方向发展,在科研及食品药品鉴定和检测方面具有很重要的应用价值和前景,对经济社会发展、民生改善具有很重要的支支撑作用。在市场方面,近三年来,已经有上百家应用单位有着明确的应用需求。据2010年度太赫兹市场报告的预期,太赫兹在医学、安全和制造业领域相关产品的经济效益到2020年将可达到数千万到数亿美元,市场总额可达到数十亿美元。张存林教授还介绍说按此推算,“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发”项目完成后,若中国市场可占到10%的全球市场份额,预期经济效益也将达到数亿美元。由此,也将拉动中关村高科技示范区高端仪器制造业及相关产业产值约10亿元人民币/年。上海大学马国宏教授报告题目:太赫兹脉冲的产生及波前控制研究  马国宏教授介绍到目前THz波的研究主要包括THz源、THz检测和THz传输等方面,要使THz波的研究成果得到广泛的应用,尤其是将THz技术应用到远红外光谱学中,有必要研究THz脉冲的波前控制以及各种THz光子学器件的工作原理,从而实现对THz辐射的人工调控。随后,马国宏教授介绍了上海大学超快光子学实验室近年来在THz波的产生、THz的主动和被动控制、THz光子学和THz自旋电子学等方面开展的一系列研究工作。其中,主要探讨了利用THz波与各种微结构相互作用实现THz波前的控制,包括THz偏振控制、抗反射、全吸收设计、THz全禁带光子晶体以及THz磁共振器件等。中科院紫金山天文台副研究员张文先生报告题目:太赫兹高灵敏超导热电子探测器技术  张文先生谈到,太赫兹波段存在丰富的分子转动谱线和原子精细结构谱线,通过对这些分子谱线的高频率分辨率观测,可以研究天文、大气和深空探测等领域的重要科学问题。超导HEB混频器是1HTz以上灵敏度最高的相干探测器,已经成功应用到Herschel空间卫星、SOFIA天文台和地面APEX望远镜开展天文观测研究。张文先生所在系统改进了超导HEB热电子混频器的热点模型,深入理解其机制,率先实现了4K闭环制冷环境下的超导HEB混频实验;并研制国际上最高频率(5.3HTz)天线耦合超导HEB混频器,灵敏度率先突破5倍量子噪声极限。此外,张文先生还介绍了其课题组在太赫兹超导HEB混频器应用方面的研究工作。天津大学姚建铨院士报告题目:太赫兹技术及太赫兹仪器的发展趋势  姚建铨院士在报告中介绍到,随着太赫兹科学技术的飞速发展,对太赫兹科学仪器也不断提出新的需求,不仅推动了太赫兹科学仪器的快速发展,也催发了太赫兹前沿技术的不断涌现。同时,太赫兹科学仪器的前沿技术也表征着太赫兹科学仪器的先进性和尖端性,引领着太赫兹科学仪器的进一步发展。在这一部分内容中姚建铨院士介绍了太赫兹技术国内外研究及应用概况,光学太赫兹辐射源研究及太赫兹功能器件-微结构材料的应用等方面的情况。并且指出,微结构光学材料在激光技术、THz技术等方面可望实现传输、源、开关、放大、滤波、调制、吸收、偏振等功能,有十分重要的科学价值及实际意义。如果将微结构材料施加各种场(电、磁、声、光、热、机械等)作用可望产生新现象、出现新机理、实现新功能、制成新器件。此外,姚建铨院士还介绍了基于法布里-珀罗干涉仪的THz波长测试法及THz傅立叶变换光谱仪的相关研究工作。首都师范大学赵国忠教授报告题目:太赫兹波产生探测及太赫兹时域光谱技术  赵国忠教授谈到,对于太赫兹光谱应用来说,获得宽带太赫兹辐射至关重要,目前,实验室使用的宽带太赫兹辐射源以光整流和电导天线为主。随后详细介绍了基于飞秒激光的宽带光电导天线的设计、研制,光电导天线温控系统和太赫兹辐射测量装置的研制,光电导天线太赫兹辐射特性等方面的研究工作。另外,半导体表面太赫兹辐射可以提供方便的宽带太赫兹源,进一步研究非常必要。其中,富含缺陷的氮化铟有望代替砷化铟成为高效、实用的宽带太赫兹辐射源。此外,赵国忠教授还指出太赫兹发射光学的研究也有助于探索半导体表面和内部的载流子动力学。  此外,北京理工大学胡伟东教授、哈尔滨工业大学(威海)田兆硕教授、中国计量科学研究院孙青博士等也就太赫兹技术现状及研究进展做了精彩的报告。北京理工大学胡伟东教授报告题目:Progress in the Terahertz Pulse 3D Imaging System (220GHz)哈尔滨工业大学(威海)田兆硕教授报告题目:THz激光F-P旋转透过率研究中国计量科学研究院孙青博士报告题目:太赫兹光谱与功率计量技术  大会报告 应用篇首都师范大学沈京玲教授报告题目:太赫兹光谱技术在毒品检测中的应用研究  沈京玲教授介绍到,太赫兹波能够用于毒品检测和识别是基于下列两个事实:多数毒品在太赫兹波段具有特征吸收;多数包装材料如纸张、织物、塑料、木头,对太赫兹波是透明的。将两者结合起来,使太赫兹技术非常适于进行毒品的无损检测应用。随后,沈京玲教授详细的介绍了所在课题组近年来在毒品检测识别方面的相关工作:应用太赫兹光谱和成像技术对毒品进行品种鉴定和含量分析,完成了确定毒品纯度和有效成分含量的理论和实验方法;对隐藏在信封和包裹中的毒品进行探查;建立了含有38种纯度在90%以上的毒品的太赫兹光谱数据库等。上海理工大学副院长朱亦鸣教授报告题目:基于太赫兹技术的药物分析与检测  朱亦鸣教授介绍到,国内外现有药物检测技术手段无法有效的检测出假药,而且无法做到在线式检测。太赫兹波处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域,是被公认的有重要科学价值和巨大应用前景的频率窗口。太赫兹技术先后被列为“改变未来世界的10种技术”及“2011年六大类电子类新技术”之一,是分析分子有机功能基团最有效的手段。基于这些优势,朱亦鸣教授所在课题组利用时域太赫兹波谱系统对中西药做了相关检测,结果显示太赫兹光谱技术对各种药物鉴别率可达90%,扫描速度达到1s/片,可以做到无损探测及真正的在线检测和分析,并且结合HIPHOP模型,还可以进行药理基团的解析。中国石油大学(北京)赵卉博士报告题目:太赫兹技术在油气光学中的应用  赵卉博士在报告中介绍说,油气光学是研究油气物质的光学性质、光在油气介质中的传播规律和光学技术在油气领域应用的科学。它是在石油与天然气工程、地球探测与信息技术、材料科学与工程、物理学、光学工程等学科发展与支持的基础上建立起来的一个新兴交叉学科。针对国家重大需求,并且基于太赫兹与油气物质相互作用的认知,赵卉博士所在课题组建设了以油气资源、石油化工为研究对象的太赫兹波谱与探测技术平台,开发了油品光学性能透射式测试装置,岩石光学性能透射式测试装置,基于对岩石有机质、干酪根、基础油、汽油等多种体系的太赫兹频段特征吸收带的认知,建立了石油化工产品太赫兹光谱特性和理化性能之间的关系,为太赫兹技术在油气领域的应用提供了实验基础。  此外,中科院上海微系统所谭智勇博士、中科院工程物理研究院流体物理研究所助研朱礼国先生也就太赫兹技术的应用做了精彩的报告。中科院上海微系统所谭智勇博士报告题目:太赫兹量子器件及其成像应用中科院工程物理研究院流体物理研究所助研朱礼国先生报告题目:超快太赫兹光谱在研究太阳能光伏材料中的应用  除了以上各位专家的报告之外,安捷伦科技(中国)有限公司叶伟斌先生,脉动科技有限公司陆明先生,先锋科技股份有限公司Albert Rsdo-Sanchez先生、Patrick F. Tekavec先生,顶尖科仪(中国)股份有限公司贺雪鹏先生也介绍了公司的产品特点及研发情况。安捷伦科技(中国)有限公司叶伟斌先生报告题目:安捷伦毫米波测试解决方案脉动科技有限公司陆明先生报告题目固体THz源和异步采样THz时域光谱系统先锋科技股份有限公司Albert Redo-Sanchez先生报告题目:Terahertz Instrumentation Status and Market Outlook先锋科技股份有限公司Patrick F. Tekavec先生报告题目:High Power THz sources顶尖科仪(中国)股份有限公司贺雪鹏先生报告题目:飞秒光纤激光器及其在太赫兹光谱学中的应用  报告会之后,与会代表参观了首都师范大学太赫兹光电子学教育部重点实验室,相关工作人员为与会代表详细介绍了实验室整体概况,并就相关仪器及其研究的课题同与会代表进行了深入的沟通。与会代表参观太赫兹光电子学教育部重点实验室太赫兹光电子学教育部重点实验室部分仪器设备与会代表合影
  • 屹持光电提供高速线性太赫兹相机样机展示
    为满足广大用户在无损检测及质量控制等领域的需求,上海屹持光电将提供新型THz线性扫描成像系统样机展示,展示时间:2017年7月1日-2017年10月1日,欢迎业内各位专家前来参考指导! Terasense推出的新一代THz线性扫描成像系统——高速线性扫描太赫兹成像系统,搭配Type-2太赫兹源,成像效果得到显著提高。此太赫兹成像系统具有超快的响应速率,可以应用于速度高达15m/s的传送带生产过程中。(可参考视屹持官网频链接:新型线性扫描THz成像系统) 线性太赫兹成像系统由两部分构成:太赫兹线性相机和太赫兹源。新型太赫兹线性扫描系统搭配高功率太赫兹源(输出功率110mW),输出口配置有特殊的平板喇叭锥设计,经过曲面反射镜,使得太赫兹源发射出的THz光束均匀且有效的覆盖到THz相机的每个像素。100GHz(波长3mm)的太赫兹源决定了成像的空间分辨率为1.5mm,这个分辨率足够满足于大多数工业应用。 应用领域:高速线性THz成像系统可以应用于非金属材料的无损探伤、箱包检测、食品药品及化妆品等异物快速检测、木材建材缺陷快速检测、农牧业和文物等无损检测。 垂询电话:021-62209657,更多相关信息欢迎关注上海屹持官方网站了解详细信息: http://www.eachwave.com/
  • 中科院研发太赫兹扫描隧道显微镜
    ▲图 | 太赫兹扫描隧道显微镜系统(来源:资料图)太赫兹,是介于远红外和微波之间的电磁波,具有光子能量低、穿透性好等特点,在高速无线通信、光谱学、无损伤成像检测和学科交叉等领域具备广泛应用前景,被誉为“改变未来世界的十大技术”之一。简单来看,太赫兹扫描隧道显微镜系统就是一个超快摄影机,只不过它要观察和拍摄的对象是分子和原子世界,并且拍摄的帧率在亚皮秒量级。对于非线性太赫兹科学来说,控制太赫兹脉冲的“载波包络相位”,即激光脉冲的载波与包络之间的关系至关重要,特别是用于超快太赫兹扫描隧道显微镜时。太赫兹载波包络相位移相器的设计和实现,在利用太赫兹脉冲控制分子定向、高次谐波生成、阈上电离、太赫兹波前整形等领域,均具备潜在应用价值。(来源:Advanced Optical Materials)1. 为调控太赫兹的载波包络相位提供新方案据介绍,王天武在中科院空天信息研究院(广州园区)-广东大湾区空天信息研究院担任主任和研究员等职务,研究方向为太赫兹技术。目前,其主要负责大湾区研究院的太赫兹科研队伍建设。该研究要解决的问题在于,常规探测手段只能得到静态的原子形貌图像,无法观察物质受到激发,例如经过激光辐照后的动态弛豫过程图像,即无法观察到激子的形成、俄歇复合、载流子谷间散射等过程,而这些机理的研究,对于凝聚态物理学包括产业化应用都非常重要。原因在于,这些动力学过程发生的时间尺度,往往都在皮秒量级,即万亿分之一秒的时间,任何普通调控手段均无法达到这一时间量级。利用飞秒脉冲激光技术,能显著提高扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,STM)这一扫描探针显微术工具的时间分辨率。但是,目前仍受到多种因素的限制,比如样品和针尖制备困难、针尖的电容耦合效应、脉冲光引起的热膨胀效应等。太赫兹的脉冲宽度位于亚皮秒尺度,其电场分量可被看作一个在很宽范围内、连续可调的交流电流源。因此,将太赫兹电场脉冲与 STM 结合,利用其瞬态电场,即可作用于扫描针尖和样品之间的空隙,从而产生隧穿电流进行扫描成像,能同时实现原子级空间分辨率和亚皮秒时间分辨率。如前所述,太赫兹扫描隧道显微镜系统好比一个超快摄影机。但是,太赫兹电场脉冲和 STM 的实际结合过程,却并非那么简单,中间要攻克诸多难题。其中一个最基础的重要难题,在于太赫兹源的相位调控技术。太赫兹扫描隧道显微镜系统是利用太赫兹激发针尖尖端和样品之间的空隙,来产生隧穿电流并进行采样。不同相位太赫兹源的电场方向不一样,这样一来所激发的隧穿电流的方向亦不相同。根据不同样品施加不同相位的太赫兹源,可以更好地匹配样品,进而发挥系统性能优势,借此得到高质量光谱。因此,通过简单高效的途径,就能控制太赫兹脉冲的载波包络相位,借此实现对于隧道结中近场太赫兹时间波形的主动控制,同时这也是发展超快原子级分辨技术的必备阶段。通常,超短脉冲的载波包络相位,必须通过反馈技术来稳定。除少数例子外,比如用双色场激光等离子体产生的太赫兹辐射源,大多数商业化设备产生的太赫兹脉冲的载波包络相位都是锁定的,例如人们常用的光整流技术生成的太赫兹脉冲。多个太赫兹偏振元件组成的复杂装置,可用于控制太赫兹脉冲的载波包络相位。然而,鉴于菲涅耳反射带来的损耗,致使其插入损耗很大,故无法被广泛应用。另外,在太赫兹波段,大部分天然材料的色散响应较弱、双折射系数较小,很难被设计成相应的载波包络相位控制器件,因此无法用于具有宽频率成分的太赫兹脉冲。与天然材料相比,超材料是一种由亚波长结构衍生而来的、具有特殊光学特性的人工材料,其对电磁波的色散响应和双折射系数,均可进行人为定制。虽然超材料技术发展迅猛。但是,由于近单周期太赫兹脉冲的宽带特性,利用超材料对太赫兹脉冲的载波包络相位进行控制,仍是一件难事。为解决这一难题,王天武用超材料制备出一款芯片——即柔性太赫兹载波包络移相器,专门用于控制太赫兹脉冲的载波包络相位。该芯片由不同结构的超材料阵列组成,可在亚波长厚度和不改变太赫兹电场极化的情况下,实现对太赫兹载波包络相位的消色差可控相移,其对太赫兹脉冲的载波包络相位的相移调制深度高达 2π。相比传统的太赫兹载波包络相位移相器,该移相器具有超薄、柔性、低插损、易于安装和操作等优点,有望成为太赫兹扫描隧道显微镜系统的核心部件。近日,相关论文以《基于超材料的柔性太赫兹载波环移相器》(Flexible THz Carrier-Envelope Phase Shifter Based on Metamaterials)为题发表在 Advanced Optical Materials 上,李彤和全保刚分别担任第一和第二作者,王天武和空天信息创新研究院方广有研究员担任共同通讯作者。▲图 | 相关论文(来源:Advanced Optical Materials)审稿人认为:“此研究非常有趣、简明扼要,研究团队完成了一套完备的工作体系。该芯片的设计和实现,为调控太赫兹的载波包络相位提供了新的解决方案。”2. 建立国际领先的太赫兹科学实验平台据介绍,王天武所在的研究院,围绕制约人类利用太赫兹频谱资源的主要科学问题和技术瓶颈,致力于形成一批引领国际的原创性理论方法和太赫兹核心器件技术,以建立国际领先的太赫兹科学实验平台。他说:“太赫兹扫描隧道显微镜是我们院的一大特色,该设备摒弃了此前施加电压的方式,以太赫兹为激发源,去激发探针尖端和样品之间的间隙,从而产生隧穿电流并进行成像。相关技术在国内属于首创,在国际上也处于领先水平。”在诸多要克服的困难中,太赫兹载波包络相位的调制便是其中之一。入射太赫兹的相位大小对激发的隧穿电流的幅值、相位等信息影响甚大,是提高设备时间和空间分辨率必须要解决的重要问题之一。由于设备腔体比较长,并且腔体内部为高真空环境,与外界空气是隔绝的。传统的太赫兹相位改变方式比较难以实现,因此需要研发新型的相位调制器件。而该课题立项的初衷,正是希望找到一种结构简单、但是对太赫兹载波包络相位调制效率高的方法和装置,以便更好地服务于太赫兹扫描隧道显微镜系统。在文献调研的初始阶段,该团队商定使用超材料来制作太赫兹相位调制器。具体来说,其利用特定的金属分裂环谐振器的几何相位、以及共振相位,来控制太赫兹脉冲的载波包络相位值。之所以选择金属分裂环谐振器作为基本相控单元,是因为在一定条件下,它对太赫兹具有宽谱响应。当任意方向的线偏振波与谐振器耦合时,入射电场分量可映射到平行于谐振器对称轴和垂直于谐振器对称轴,借此可以激发谐振器的对称本征模和反对称本征模。此时,通过改变金属分裂环谐振器的几何相位和共振相位,散射场的某一偏振分量的电场相位会相应延迟,大小可以轻松覆盖 0-2π。但是,由于存在电偶极子的双向辐射,导致金属分裂环谐振器存在明显的反射和偏振损耗。为此,课题组引入了一对正交的定向光栅,利用多光束干涉的方式解决了谐振器插入损耗大的问题。随之而来的另一难题是,由于正交光栅的存在,导致入射波和透射波之间的电场偏振始终是垂直的,在太赫兹扫描隧道显微镜系统的工作中,这是不被允许的。好在样品均是由互易材料制成的,于是这一问题很快迎刃而解。随后,该团队采用常规紫外光刻、电子束沉积以及聚酰亚胺薄膜上的剥离技术,制备出相关样品,并利用太赫兹时域光谱系统,对所制备的样品性能进行表征。当入射的太赫兹脉冲,依次被样品中不同的微结构阵列调制时,研究人员通过太赫兹时域光谱测量,清晰观察到了太赫兹脉冲的时间波形的变化,且与仿真结果十分吻合。此外,课题组还在广角入射和大样品形变时,验证了该样品的鲁棒性。总而言之,该成果为宽带太赫兹载波包络相位的控制,提供了一种新型解决方案,并在不改变太赫兹电场极化的情况下,利用“超材料”在亚波长厚度的尺度上,实现了针对宽带太赫兹载波包络相位的消色差可控相移。关于这一部分成果的相关论文,也已发表在《先进光学材料》期刊。(来源:Advanced Optical Materials)据介绍,此次芯片能把太赫兹的相位最高移动至 2π 大小,并且具有大的光入射角度和良好的柔韧性等优点,在太赫兹扫描隧道显微镜系统,以及其他相关领域有较高的应用价值。但是,该芯片目前仍存在一个缺点,即无法做到太赫兹载波包络相位的连续调制。这是由于,采用的金属分裂环谐振器是单次加工制成的,所能调制的几何相位和共振相位已经确定,无法再被人为改变。因此,使用过程中只能通过加工特定结构的芯片,来实现所需相位的调制。未来,该团队打算将当下比较热门的二维材料、相变材料、液晶材料等材料集成到芯片中,这些材料的优势在于光学性能可被人为改变。同时,其还将综合电、光、热等手段,实现金属分裂环谐振器几何和共振相位的主动控制,从而实现对太赫兹脉冲的连续载波包络相位调制。此外,课题组也会继续优化微加工工艺和原料制备流程,进一步提升芯片的综合性能指标,比如器件的低插入损耗、高工作带宽等,同时也将降低制造成本,以便后续的产业化推广。
  • 德国研制可探测宇宙射线小型太赫兹激光仪
    新华社柏林电 德国两家科研机构2010年5月28日报告说,它们合作开发出一种可探测宇宙射线的小型太赫兹激光仪,由于重量轻,该设备可以在科研用飞机上使用,从而方便科学家研究宇宙奥秘。  德国航空航天中心与保罗・ 德鲁德固体电子研究所在一份新闻公报中说,科学家常常借助先进的波谱学方法研究宇宙中的各种微粒,由此探寻恒星和行星演变的来龙去脉。这些微粒发射出的射线常常在0.3到10太赫兹的频率范围内,介于微波和红外线之间。科学家尤其对包含众多信息的4.7太赫兹左右的射线感兴趣,但这些射线会被地球大气层吸收,因此在地面无法测量到,需要将有关设备运到高空进行探测。  德国新研制的这种太赫兹激光仪输入功率只有240瓦,总重量仅15千克,设备核心部件是一个只有几毫米大小的量子级联激光器。
  • 太赫兹光谱新应用:打击时尚仿冒品
    每年高仿奢侈品都会给各大奢侈品集团带来巨额的损失,所以打假这一活动几乎每个品牌都在做,Louis Vuitton更是不惜在全球范围内对仿制者提起诉讼。现在有一项新的高科技似乎为这个世界性的难题提出了好的解决办法,它就是由英国国家物理实验室开发的太赫兹光谱。  该技术利用一种介于微波和红外光之间的电磁束照射布料,然后根据不同的布料的吸收和反射的情况加以标示,这些信息就是原版服饰的身份谱,也成为了假货难以藏匿的直接证据。  以往通过肉眼和手感很难测出的天然丝绸和人造丝绸、澳洲美利奴羊毛与开司米羊绒,都能被分别甄选出来。英国方面已经决定将这项技术用于海关以抑制愈发猖獗的高仿事业。  这一高端技术的问世,对深陷盗版泥沼的时装产业无疑是个利好消息。统计显示,英国时尚产业因为山寨竞争,每年至少损失35亿英镑(约合人民币331亿元)的巨额亏损,像巴宝莉(Burberry)这样的大牌更是屡遭重创。  然而即使高科技打假技术出现了,时尚品牌打假之路还是步履维艰。只能识别材质的高科技打假远不能从源头制止仿冒,近年来,大牌奢侈品的代工厂监守自盗现象频繁被爆出,这些代工厂利用与真货无异的原材料生产的高仿产品流入市场,更是增加了高科技打假的难度。
  • 天津大学何明霞教授:主攻太赫兹工业无损检测 多领域推进产业化
    在满足目前各种应用需求的前提下,光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中,不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果,特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力,引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议(iCS 2023)中,近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力,纷纷展示了一系列的创新成果:从仪器整机到关键部件;从系统集成到方法开发;从大型科研仪器,到用于现场的便携、手持设备;从实验室检测设备,到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果,同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流,会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展,集中展示本次光谱会凸显的创新成果,包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。天津大学何明霞教授本次会议中,天津大学何明霞教授分享了《太赫兹科学技术应用近年新进展》(点击回看》》》)引发行业关注。会后,我们也再次邀请何明霞教授分享其团队在太赫兹技术及应用拓展方面的系列研究成果。1、成果简介基于太赫兹时域光谱技术的多层非极性复合材料检测系统太赫兹电磁波介于微波与红外之间(0.1THz -10 THz ),处于电子学与光子学的交叉领域,被誉为人类认识世界的“第三只眼睛”、“改变世界的十大科技”。太赫兹具有光子能量低、穿透性强、指纹谱特征、高信噪比、高分辨率、宽频带、瞬态性等独特优势,近年来在工业无损检测领域发展迅速。太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是一种新型的脉冲全息光谱技术,可获取物质的折射率、吸收系数、介电系数等多个物理参数信息。相比于红外光谱、拉曼光谱,太赫兹光谱覆盖了生物大分子、有机分子等物质独特的特征谱信息;相比于X射线,太赫兹辐射能量低,对人体安全;相比于超声检测、涡流检测,太赫兹检测为非接触式、穿透性更强,可表征多涂层的信息。利用新型的太赫兹技术进行物质光谱检测分析、无损扫描成像及超薄样品测厚应用,弥补传统检测手段不足之处,完成更高精度、更快速安全的检测。本团队基于高信噪比、高灵敏度、安全、快速的太赫兹时域光谱技术,开展在非极性电介质材料缺陷探测成像及微米级多涂层测厚领域相关研究。迭代开发智能化工业机器人手臂及协作控制系统,实现对非极性材料内部缺陷三维层析无损扫描成像,对多层的微米级别超薄涂层厚度可进行每单层的精准测量表征。系统覆盖太赫兹波谱宽度为0.1THz -3THz,太赫兹光纤长度10m,工作重复频率10Hz;无损扫描成像层数可达3层,平面扫描范围180×180mm,空间机械臂延伸测量半径为1.3m,最快扫描速度500mm/s;涂层测厚层数可达3层,最小测厚值可达10μm,绝对精度2μm;且满足空间、异形曲面移动多点位精准快速无损检测需求,具有全自动处理、高精度测量、多层厚度实时计算等优势,为超薄涂层类复合材料提供更加精准、高效和可靠的测量方式,适用于汽车工业、航空航天、锂电池电极、非金属管道、泡沫塑料等多领域无损检测场景。2、产业化探索智能化机器人手臂空间异形曲面无损检测系统在未来是考虑多个领域产业化的,拥有在材料检测、无损探伤、医疗检查,以及文物资料研究等多个领域发展的潜质。太赫兹时域光谱技术本身是一个多领域快速发展的检测技术,其测量方式依赖于平面扫描或者曲面扫描载荷技术,配合样本的空间建模,以完成自动化样本数据有序测量。具体到应用领域,需要根据样品的尺寸、规格以及空间特征,设计低成本、易便携、方便取样的测量装置。比如可以对皮肤表面进行快速扫描成像、对曲面的陶瓷文物信息鉴定等,这些有待合作单位的具体要求。3、课题组未来研究计划太赫兹波在电磁波谱中处于电子学向光子学的过渡区,也是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,其具有光子能量低、穿透性强、指纹谱特征等独特优势。太赫兹时域光谱技术利用飞秒脉冲产生并探测时间分辨的THz电场,通过傅立叶变换获得被测物品的光谱信息,检测过程快速、安全、精度高,且光谱具有物质特征峰,在物质鉴别分析、工业无损检测、产线在线质量监测、安检扫描成像等领域应用潜力巨大,弥补传统检测手段的缺陷不足。本研究团队重点主攻方向为太赫兹工业无损检测方向,分析、利用太赫兹时域光谱,建设标准太赫兹光谱数据库,实现物质太赫兹光谱检测分析、微米级多涂层太赫兹精准测厚及材料内部无损探测成像等多方面太赫兹无损检测研究。4、合作需求关于非极性材料无损扫描探测成像、物质太赫兹光谱检测分析及超薄涂层测厚方面,涉及生物医药、锂电池电极、半导体、复合材料、文物艺术品等领域检测需求可探索合作研究。联系方式:曲秋红 15122743715(手机、微信)附专家及课题组简介何明霞,博士,天津大学精密仪器与光电子工程学院电子物理学与仪器科学与技术专业教授、博导,首届“中国生物物理学会太赫兹生物物理分会”副会长兼秘书长、“毫米波太赫兹产业联盟”太赫兹光谱与检测工作组组长、中国仪器仪表学会图像科学与工程分会秘书长、中国光学学会光电技术专业委员会委员,是“天津大学太赫兹光子学”组建者之一和核心骨干。主要研究方向∶太赫兹光谱技术与成像应用和太赫兹生物效应研究。致力于太赫兹时域光谱技术实用化、多种非极性材料的太赫兹光谱成像无损检测及太赫兹生物医学基础研究,是国内最早将太赫兹光谱技术用于癌症组织、生物组织的研究者。太赫兹光谱技术与成像应用团队以高信噪比、高灵敏度、宽带、安全、快速的太赫兹时域光谱技术为核心,结合汽车工业、航空航天、管道塑材、生物医药、食品安全等领域实际应用需求,开展物质太赫兹光谱检测分析、太赫兹标准光谱数据库建设、非极性材料无损扫描成像、微米级多涂层系统精准测厚、太赫兹辐射成分鉴定以及实用化技术应用产品开发等研发工作。搭建太赫兹光谱与成像系统应用平台,完成三维层析太赫兹光谱快速扫描成像测厚设备及智能化工业机器人手臂空间异形曲面无损检测系统的开发,适用于各类涂层的微米级厚度测量和材料内部缺陷的无损检测,如汽车车身涂层、锂电池隔膜、锂电池电极、泡沫塑材、非金属管道、生物组织样品等,相关研究成果及产品拥有自主知识产权20余项。团队研发并已投入市场应用的全国产化高灵敏度太赫兹相机,适用于现有多种主流太赫兹源辐射探测,对非极性物质材料成像清晰,可在安检成像领域推广使用。针对太赫兹光谱检测市场需求,正进行应用标准化和实用数据库的工作,建立多类物质的开源太赫兹标准数据库,实现物质太赫兹光谱的定性与定量分析检测。
  • 我国首台高平均功率太赫兹自由电子激光饱和出光
    p  由我国科学家自主研发的国内首台高平均功率太赫兹自由电子激光装置,日前在四川成都首次饱和出光。经第三方检测,实验真实可靠且装置运行稳定。我国太赫兹源从此正式进入自由电子激光时代。/pp  8月29日,由中国工程物理研究院应用电子学研究所牵头的高平均功率太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)首次饱和出光,并实现稳定运行。9月20日,经过专家组现场测试和中国兵器工业第205研究所第三方检测,CTFEL装置太赫兹频率在1.99THz、2.41THz和2.92THz三个频率点稳定运行,平均功率均大于10W,最高达到17.9W 微脉冲峰值功率均大于0.5MW,最高达到0.84MW。通过调节电子束能量和磁场强度,可以实现输出激光频率连续可调。/pp  太赫兹(THz)辐射通常指频率在0.1THz—10THz区间的电磁辐射,波段位于微波和红外光之间,是人类尚未完全认识并很好加以利用的最后一个波(光)谱区间。物质的太赫兹光谱(包括发射、反射和透射)包含有丰富的物理和化学信息,研究有关物质在这一波段的光谱响应,探索其结构性质及其所揭示的新的物理内容已成为一个新的研究方向。自由电子激光(FEL)由于具有频率连续可调、功率大、线宽窄、方向性好、偏振强等优点,使得在同一台装置上实现太赫兹波段全覆盖的大功率理想太赫兹源成为了可能,故自由电子激光是目前该波段最有前途的高功率可调谐相干光源。/pp  CTFEL装置是依托科技部支持的国家重大科学仪器设备开发专项“相干强太赫兹源科学仪器设备开发”项目,于2011年立项启动。作为一种新型相干强太赫兹光源,CTFEL装置在材料、生物医学等领域有着重要应用前景。/p
  • 青源峰达太赫兹研发团队在光学领域期刊《Photonics》发表文章
    近日,青岛青源峰达太赫兹科技有限公司高级产品经理刘平安联合中国计量大学李向军副教授在SCI期刊《Photonics》上发表了题为“Enhancing the Terahertz Absorption Spectrum Based on the Low Refractive Index All‐Dielectric Metasurface”的研究性论文。Photonics期刊2022年影响因子为2.536。文章设计了一个角度复用的低折射率介质超表面,用于增强乳糖的太赫兹吸收光谱。首先设计并优化了ABS树脂正方形的单元结构。利用青岛青源峰达太赫兹科技有限公司的QT-TO1000 太赫兹三维层析成像系统及电动角度转盘(2-DD01)改变太赫兹波的入射角度,试验探究了介质表面的共振峰随角度平移情况。在介质超表面制备不同厚度的α-乳糖薄膜,研究其增强效果。多角度复用低折射率介质表面吸收光谱的共振峰幅度随样品的吸收光谱变化很大。结果表明,谐振峰相连的包络线形成的增强吸收谱比没有超表面结构的乳糖薄膜吸收谱强45倍。提出的介电超表面在测量薄膜太赫兹吸收谱方面具有很大的潜力,可用于检测痕量物质。▲ 太赫兹三维层析成像系统及电动角度转盘装置示意图▲ 基于介质表面多角度复用的太赫兹吸收增强检测原理图(a)具有多个入射角α的介质表面的角复用原理(b)介质表面的单元结构▲ 太赫兹波入射角和单元结构参数对反射谱和Q值变化的影响α=20-40°,w = 120-200μm▲ α-乳糖的介电常数和表面涂覆乳糖膜的响应特性 (a)α-乳糖的介电常数(b)乳糖涂层石英衬底的反射 (c)透射和(d)吸收▲ 基于角度复用的太赫兹吸收光谱增强介电表面(a)介电表面单元结构 (b)无α-乳糖涂层介电表面反射和(c)透射 (d)涂覆3μm厚α-乳糖涂层的介电表面的反射和(e)与无涂层对比 (f)涂覆3μm厚α-乳糖涂层的介电表面的吸收特性▲ 不同入射角下乳糖涂层介质表面的电场分布(a)入射角为15°,共振频率为0.511THz(b)入射角为25°,共振频率为0.527THz(c)入射角为35°,共振频率为0.534THz(d)入射角为45°,共振频率为0.545THz▲ 研究介质表面的多极分解的散射功率其中P、M QE、QM、ET和MT分别是电偶极子、磁偶极子、电四极子、磁四极子电环形偶极子和磁环形偶极子(a)入射角为15°,共振频率为0.511THz (b)入射角为25°,共振频率为0.527THz (c)入射角为35°,共振频率为0.534THz (d)入射角为45°,共振频率为0.545THz▲ 不同厚度的乳糖涂覆的电介质表面的增强吸收光谱(a)1μm (b)1.5 μm (c)2μm (d)2.5μm (e)3μm (f)比较结果
  • 我国太赫兹探测成像领域取得重大突破
    我国太赫兹探测成像领域取得重大突破  山东科学院自动化所研发出太赫兹探测成像仪  在好莱坞大片中,常常出现特种部队通过特种设备隔墙“看”到搜索目标的情景。日常生活中的很多时候,人们也希望自己的眼睛可以透视,能够“看”到被遮挡的另一侧的物体。如今,这种设想在我国正逐步成为现实。  记者从山东省科学院自动化研究所了解到,该所最近成功研制出一种特殊的仪器设备,能够让我们“看”到障碍物另一侧的状况。这一最新成果的达成,标志着我国超宽带与太赫兹探测成像领域取得重大突破,对于保障公共安全和国民经济发展具有重大意义。反恐防暴和人员救援的“好帮手”  5日,山东省科学院自动化研究所超宽带与太赫兹实验室内,一堵实验墙壁立于一台小巧的仪器和目标物之间。当工作人员打开该仪器时,神奇的一幕出现了仪器的显示屏上显示出该目标物的清晰轮廓和在房间内的相对位置 当物体移动时,显示屏上物体的图像也随之移动 当有人来到实验墙另一侧时,人的图像也会立刻呈现在屏幕上。  该研究所所长成巍告诉导报记者,这种神奇的仪器叫超宽带太赫兹探测成像仪(简称“太赫仪器”),可以透过墙壁“看”到屋内人员的分布和活动,以及混乱环境中的物体,可应用于反恐防暴斗争中犯罪分子的搜寻以及地震、塌方、火灾等灾害现场的人员救援等。  据介绍,太赫兹(即Terahertz,简写为 THz,1THz=1012Hz)泛指频率在0.1Thz至10THz波段内的电磁波,位于红外和微波之间。由于具有频率及空间分辨率很高、脉冲很短、时间分辨率很高、能量小不会对物质产生破坏作用等独特性能,在通信、雷达、无损检测等方面具有深远而重要的影响,因而被美国列为“改变未来世界的十大技术”之一。  在美国,太赫兹电磁波已经少部分用于机场人员的安检,物品安检则仍然使用X 光进行。  在现实生活中,人们熟悉的X光也具有透视功能,它与太赫兹电磁波有何不同呢?“X 光由于波长较短,光子能量较高,因而对人体照射会造成肌体不同程度的损伤,但太赫兹电磁波却不会造成任何损伤。”成巍说,由于光子能量较高,X 光穿透物体后难以反射成像,而太赫兹电磁波却不存在这一短板,因而可以将相关仪器做得更小,即使一个人也可以轻松携带,大大方便了人员使用。煤矿和航空航天安全的“保护神”  正是看到太赫兹技术广阔的应用前景,山东省科学院自动化研究所的研究团队制定了研发蓝图,在太赫兹的多个应用领域展开技术攻关。该团队从前文介绍的超宽带太赫兹探测成像仪起步,正在进一步研究应用于煤矿探测的太赫兹透射成像雷达和碳纤维复合材料无损检测装备等。  “每年我国瓦斯爆炸和突水引起的矿难事故严重威胁着人们的生命和财产安全。如果有一种仪器,能够穿透岩石、土壤和煤层,在煤矿开采时实时地预测到岩层后大量水和瓦斯的存在,将降低事故发生的概率。”成巍说,该研究所的太赫兹透射成像雷达研制成功后,将针对目前煤矿中导水裂隙进行探测,提供清晰图像,为煤矿的危险防治提供技术与设备支撑。  值得一提的是,随着碳纤维复合材料大量应用于飞机、卫星及运载火箭,采用新技术、新装备开展碳纤维复合材料的无损检测,对于保障我国航空航天的安全尤为重要。太赫兹成像技术在检测碳纤维复合材料内部缺陷方面,具有许多其他检测技术不具备的独特优势。通过对比材料的实物照片和相应方法重构的THz透射图像,能清晰地分辨出材料内部的情形,这样就可以提前检测出通过其他手段不易发现的内部缺陷和耗损,这将大大减少安全事故的发生。目前,该项技术已完成了前期调研和技术规划,进入研发阶段。  据了解,《国家“十二五”科学和技术发展规划》已将太赫兹技术列为“需求导向的重大科学问题”研究领域,并加大了资金支持。目前,山东省科学院自动化研究所的相关成果已经达到国际先进水平,必将为我省乃至我国在太赫兹技术领域的研究揭开新的一页。
  • 综述:高通量太赫兹成像进展与挑战
    无损评估、生物医学诊断和安全筛查等诸多令人兴奋的太赫兹(THz)成像应用,由于成像系统的光栅扫描要求导致其成像速度非常慢,因此在实际应用中一直受到限制。然而,太赫兹成像系统的最新进展极大地提高了成像通量(imaging throughput),并使实验室中的太赫兹技术更加接近现实应用。据麦姆斯咨询报道,近日,美国加州大学洛杉矶分校(University of California Los Angeles,UCLA)的科研团队在Light: Science & Applications期刊上发表了以“High-throughput terahertz imaging: progress and challenges”为主题的综述论文。该论文第一作者为Xurong Li,通讯作者为Mona Jarrahi。该论文主要从硬件和计算成像两个角度回顾了太赫兹成像技术的发展。首先,研究人员介绍并比较了使用热探测、光子探测和场探测的图像传感器阵列实现频域成像与时域成像时的各类硬件。随后,研究人员讨论了利用不同成像硬件和计算成像算法实现高通量捕获飞行时间(ToF)、光谱、相位和强度图像数据的方法。最后,研究人员简要介绍了高通量太赫兹成像系统的未来发展前景和面临的挑战。基于图像传感器阵列的太赫兹成像系统(硬件方面)然而,并非所有类型的图像传感器都能够扩展到大型阵列,但这是高通量成像的关键要求。这部分内容重点介绍了基于各类图像传感器阵列的高通量太赫兹成像系统。这些太赫兹成像系统的性能主要通过空间带宽积(SBP)、灵敏度、动态范围以及成像速度等指标在其工作频率范围内进行量化。太赫兹频域成像系统在热探测太赫兹成像仪中,微测辐射热计是最广泛使用的图像传感器之一,它将接收到的太赫兹辐射所引起的温度变化转化为热敏电阻材料的电导率变化。氧化钒(VOx)和非晶硅(α-Si)是室温微测辐射热计最常用的热敏电阻材料。使用微测辐射热计图像传感器阵列捕获太赫兹图像的示例如图2a所示。热释电探测器是另一类热成像传感器,它将接收到的太赫兹辐射所引起的温度变化转化为能以电子方式感测的热释电晶体的极化变化。图1 目前最先进的频域太赫兹图像传感器的性能对比图2 基于图像传感器阵列的太赫兹频域成像系统示例对于室温太赫兹成像,场效应晶体管(FET)图像传感器是微测辐射热计图像传感器的主要竞争对手。FET图像传感器的主要优势之一是具有出色的可扩展性。与室温微测辐射热计图像传感器相比,FET图像传感器通常工作在较低的太赫兹频率下,其灵敏度也较低。然而,由于无需热探测过程,FET图像传感器可以提供更高的成像速度。使用FET图像传感器阵列捕获太赫兹图像的示例如图2b所示。光子探测器作为可见光成像仪中最主要的图像传感器,在太赫兹成像中也发挥着至关重要的作用。除低温制冷要求外,太赫兹光子探测器还有另外两方面的限制:工作频率限制(高于1.5 THz)以及可扩展性限制(难以实现高像素的探测器阵列)。使用光子探测图像传感器阵列捕获太赫兹图像的示例如图2c所示。另外,可以利用量子点或激光激发的原子蒸汽将从成像物体接收到的太赫兹光子转换为可见光子,并且可以利用光学相机在室温下实现对大量像素的高通量成像。然而,太赫兹到可见光的光子转换过程需要复杂且笨重的装置来实现。与光子成像仪相比,超导太赫兹成像仪可以提供同等水平甚至更高的灵敏度。同时,它们具有更好的可扩展性,并且能够在较低的太赫兹频段工作。超导成像仪主要有四种类型:过渡边缘传感器(TES)、动态电感探测器(KID)、动态电感测辐射热计(KIB)和量子电容探测器(QCD)。使用超导图像传感器阵列捕获太赫兹图像的示例如图2d所示。到目前为止,所讨论的频率域太赫兹成像仪均是进行非相干成像,并且仅能解析被成像物体的强度响应。相干太赫兹成像可使用外差探测方案来解析成像物体的振幅和相位响应。通过将接收到的来自成像物体的辐射与本振(LO)波束混合,并将太赫兹频率下转换为射频(RF)中频(IF),可将高性能射频电子器件用于相干信号探测。超导体-绝缘体-超导体(SIS)、热电子测辐射热计(HEB)、肖特基二极管、FET混频器和光电混频器可用于太赫兹到射频的频率下转换。由于外差探测架构的复杂性,所展示的相干太赫兹成像仪灵敏度被限制在数十个像素。太赫兹时域成像系统基于时域光谱(TDS)的太赫兹脉冲成像仪是另一种相干成像仪,它不仅能提供被成像物体的振幅和相位信息,还能提供被成像物体的超快时间和光谱信息。THz-TDS成像系统使用光导天线或非线性光学操纵在泵浦探针成像装置中产生和探测太赫兹波(如图3)。图3 太赫兹时域成像系统示意图:(a)太赫兹光电导天线阵列成像;(b)太赫兹电光取样成像。传统的THz-TDS成像系统通常是单像素的,并且需要光栅扫描来获取图像数据;而为了解决单像素THz-TDS成像系统成像速度慢、体积庞大又复杂的问题,基于电光效应和光导效应的图像传感器阵列已被采用。图4a为使用光学相机的电光采样技术捕获太赫兹图像的示例。基于电光采样的无光栅扫描THz-TDS成像系统既可用于远场太赫兹成像,也可用于近场太赫兹成像(如图4b)。无光栅扫描THz-TDS成像的另一种方法是使用光导图像传感器阵列(如图4c)。基于光导效应和电光效应图像传感器的无光栅扫描THz-TDS成像系统能够同时采集所有像素的数据。然而,时域扫描所需的光学延迟阶段的特性对整体成像速度造成了另一个限制。图4 基于电光效应和光导效应的图像传感器阵列的太赫兹时域成像系统示例研究人员对基于图像传感器阵列的不同太赫兹成像系统的功能和局限性进行了分析,如图5所示。频域成像系统只能解析被成像物体在单一频率或宽频率范围的振幅响应,无法获得超快时间和多光谱信息;但同时,它们配置灵活,可以使用不同类型的太赫兹光源,以实现主动和被动太赫兹成像。时域成像系统则既可以解析被成像物体的振幅和相位响应,也可以解析超快时间和多光谱信息;然而,它们只能用于主动太赫兹成像,并且需要带有可变光学延迟线的泵浦探针成像装置,从而增加了成像硬件的尺寸、成本和复杂性。图5 基于图像传感器阵列的不同太赫兹成像系统的功能和局限性分析虽然太赫兹成像系统的功能通常由上述原理决定,但可以通过修改其运行架构,以实现新的和/或增强功能。太赫兹光谱各类成像方案如图6所示。图6 太赫兹光谱各类成像方案太赫兹计算成像这部分内容主要介绍了各类计算成像方法,这些方法不仅提供了更多的成像功能,而且减轻了由太赫兹成像带来的对高通量操作的限制(放宽了对高通量太赫兹成像硬件的要求)。太赫兹数字全息成像全息成像允许从与物体和参考物相互作用的两光束的干涉图中提取目标信息。太赫兹全息成像系统利用离轴或同轴干涉。与利用THz-TDS成像系统进行相位成像相比,太赫兹数字全息成像无需基于飞秒激光装置并且更具成本效益。对太赫兹辐射源和图像传感器阵列的选择也更加灵活,可以根据工作频率进行优化。然而,太赫兹数字全息成像对成像物体有着更多限制,并且在对多层次和/或高损耗对象成像时受到限制。基于空间场景编码的太赫兹单像素成像与使用太赫兹图像传感器阵列直接捕获图像相比,太赫兹单像素传感器可以通过利用已知空间模式序列来顺序测量并记录空间调制场景的太赫兹响应,从而重建物体的图像。与用于频域和时域成像系统的太赫兹图像传感器阵列相比,该成像方案得益于大多数太赫兹单像素传感器的优越性能(如信噪比、动态范围、工作带宽)。图7总结了太赫兹单像素成像系统的发展。值得一提的是,压缩感知算法不仅适用于单像素成像,也可用于提高多像素图像传感器阵列的成像通量。图7 基于空间波束编码的太赫兹单像素成像系统的发展基于衍射编码的太赫兹计算成像到目前为止,本文介绍的太赫兹成像系统遵循的范式主要依赖于基于计算机的数字处理来重建所需图像。然而,基于数字处理的重建并非没有局限性。为了解决的其中一些挑战,最佳策略可以是为特定任务的光学编码设计光学前端,并使其能够接管通常由数字后端处理的一些计算任务。近期,一种新型光学信息处理架构正兴起,它以级联的方式结合了多个可优化的衍射层;这些衍射表面一旦优化,就可以利用光与物质相互作用,在输入和输出视场之间共同执行复杂的功能,如图8所示。近年来,衍射深度神经网络技术(D²NN)在太赫兹成像方面有着非常广泛的应用,例如图像分类,抗干扰成像,以及相位成像。图8 基于衍射深度神经网络(D²NN)的太赫兹计算成像系统示意图总结与展望综上所述,高通量太赫兹成像系统将通过深耕成像硬件和计算成像算法而持续发展,目标是具有更大带宽、更高灵敏度和更大动态范围的超高通量成像系统,同时还能为特定应用定制成像功能。太赫兹计算成像技术有望与量子探测、压缩成像、深度学习等技术相结合,为太赫兹成像提供更多的功能及更广泛的应用。研究人员坚信太赫兹成像科学与技术将蓬勃发展,未来太赫兹成像系统不仅会大规模应用于科学实验室和工业环境中,而且还将在日常生活中显著增长。这项研究获得了美国能源部资金(DE-SC0016925)的资助和支持。论文链接:https://doi.org/10.1038/s41377-023-01278-0
  • 首届全国太赫兹技术与应用交流会召开
    首届全国太赫兹科学技术与应用学术交流会日前在京召开。6位两院院士、23名特邀报告专家,及近300名全国专业学者和科研人员,共同探讨这项“改变未来世界”的新兴科技领域。  太赫兹波是频率范围在0.1T至10THz(波长在3mm至30um)的电磁频谱,它介于毫米波与远红外光之间,是至今人类尚未充分认知和利用的频谱资源,有望对通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、安全检查等领域带来深刻变革。作为我国太赫兹领域的首次学术“峰会”,大会交流领域涵盖太赫兹物理与基础理论、太赫兹产生与放大技术、太赫兹传输与检测技术,以及太赫兹在光谱学、通信、雷达、成像中的应用技术等多个学科领域。据悉,我国近年来在太赫兹源、检测器件等领域进展显著,已有数十个高校和科研院所启动太赫兹相关研究。本届大会由中国兵工学会太赫兹应用技术专业委员会主办,太赫兹科学技术研究中心承办。  相关概念股包括大恒科技、天瑞仪器、四创电子等。昨天,受太赫兹概念利好影响,大恒科技开盘即一字封停,天瑞仪器盘中涨停,四创电子涨4.20%。  太赫兹技术可检测潜在的地沟油  据京华时报报道,23日,在上海市教委举办的首场专题新闻发布会上,上海理工大学首度展出“基于太赫兹技术的地沟油快速检测仪”。该仪器基于太赫兹电磁波可以与油脂中的有机物产生共振的原理,能找出潜在的地沟油。  合生财富首席分析师梁万章认为,昨天二级市场对太赫兹概念的追捧力度较大,大恒科技大单封死涨停,但此类涨停有非常明显的游资炒作痕迹。  目前来看,市场对太赫兹概念相对陌生,且此技术从实验室走向民用还需一段时间,而传闻涉及该概念的大恒科技、四创电子等上市企业在未来能否拿到订单实现业绩也是未知数,因此,该类个股“一日游”行情的可能性非常大。  对于市场传闻,记者采访了大恒科技董秘严宏深,他表示公司的确在研发太赫兹技术,目前已经和国外共同研发出光谱器,激光发射器目前还在实验阶段。目前正在申请国家经费,希望尽快取得突破。  大恒科技:太赫兹时域光谱仪开发尚处实验室阶段  据仪器信息网报道,2012年8月8-10日期间,由中国仪器仪表学会、“ 太赫兹光电子学教育部重点实验室”、《现代科学仪器》编辑部主办,中国分析测试协会、中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表学会农业仪器应用技术分会多家单位支持的“太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会”在北京紫玉饭店成功召开。  教育部重点实验室主任张存林教授以《基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发》为题讲解了其负责的国家重大科学仪器设备开发专项的项目工作进展。该项目由北京市科学技术委员会组织,大恒新纪元科技股份有限公司作为牵头单位,首都师范大学作为第一技术支撑单位。太赫兹光谱作为太赫兹应用技术之一,对经济社会发展及民生改善有支撑作用,而且产业化前景非常可观,据Thintri, Inc. 2010年度太赫兹市场报告预期,太赫兹在医学、安全和制造业领域相关产品的经济效益到2020年将可达到数千万至数亿美元,市场份额可达到数十亿美元,而张存林教授太赫兹时域光谱仪项目预期为中国带来经济效益数亿美元(以中国市场占10%的全球市场份额估算),产品将拉动中关村高科技示范区高端仪器制造业及相关产业年约10亿元人民币的产值。项目融合宽普、高能量、小型化的趋势特点,以光谱范围0.1-10THz、光谱分辨率7.5GHz、太赫兹脉冲能量10μJ为技术指标,在现有原理样机的基础上进行完善来实现工程化,使整机性能指标达到国际先进水平,并预期实现在2014年小批量试产25台、2016年批量投产100台的目标。  据中国证券报最新报道,参与《基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发》项目的专家介绍,目前该项目还处在实验室阶段。今年年初项目组已向相关主管部门申请立项和申报补贴资金,但目前还没有收到正式批文,至于相关的补贴资金量更无从得知。  “大恒科技股价异动属于游资炒作。”有券商研究员指出,短期来看,上述项目对大恒科技的业绩并不能产生直接影响,长期影响也要看,项目是否能够成功获得政府主管部门的支持,2014年能否实现部分产品商用,以及相关产品能够取得的市场的认可。  太赫兹安检技术具有巨大的市场前景  据仪器信息网报道,中国电子科技38所研发的太赫兹安检技术已取得关键性进展,首台样机即将于年内面世。  太赫兹安检技术将主要应用于机场、海关、地铁、文化遗产等重要建筑物以及大型活动现场的安全检查,可以快速准确地检测出是否有人携带武器、毒品、爆炸物等违禁品,有效保障大众的生命财产安全。  目前在公共场所的安检是以X射线成像为主,辅助以金属探测器及人工检查,但无法有效检测出人体隐藏的非金属危险物品,进而可能导致恶性暴力及恐怖袭击事件。太赫兹安检技术不仅对人体更加安全,且增加了物联网技术,实现了对被检测对象的智能化识别、定位跟踪、自动报警、管理监控以及信息存储分析和区域网络覆盖,其应用将显著增强城市中公共场所的安全防御能力,有效减少公共安全事件的发生率。  太赫兹安检技术具有巨大的市场前景,预计国内市场潜力在100亿元左右,在世界范围内,太赫兹成像产品潜在的市场销售额可达1000亿元以上。  附:太赫兹(地沟油检测)概念股一览  天瑞仪器、大恒科、四创电子、百利电气、同方股份都进入太赫兹领域,四创电子控股股东38所曾研制出样机。TCL则是介入下一代手机太赫兹研究。  大恒科技:公司表示的确在研发太赫兹技术,目前已经和国外共同研发出光谱器,激光发射器目前还在实验阶段。目前正在申请国家经费,希望尽快取得突破。市场传言,教育部重点实验室主任张存林教授以《基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发》为题讲解了其负责的国家重大科学仪器设备开发专项的项目工作进展。该项目由北京市科学技术委员会组织,大恒科技作为牵头单位,首都师范大学作为第一技术支撑单位。  天瑞仪器:目前公司出产的LC310高效液相色谱仪可以应对地沟油黄曲霉毒素b1的限量检测。  同方股份:控股子公司同方威视技术股份有限公司曾与清华大学共同申请了“一种利用太赫兹时域光谱快速检测植物油纯度的方法及设备”专利权。  四创电子:此前有报道称,四创电子大股东华东电子工程研究所(中国电子科技集团公司第三十八研究所)太赫兹安检技术已取得关键性进展,首台样机即将于年内面世。太赫兹安检技术将主要应用于机场、海关、地铁、文化遗产等重要建筑物以及大型活动现场的安全检查,可以快速准确地检测出是否有人携带武器、毒品、爆炸物等违禁品,有效保障大众的生命财产安全。  TCL:2011年深圳先进科学与技术国际会议第三届会议上,公司称目前工业界已全面进入太赫兹开发及应用领域,太赫兹已在通讯领域崭露头角,TCL通讯期待与各位专家学者一起开发与研究太赫兹科学技术,带动通讯产业的技术发展。  百利电气:传百利旗下公司投资上游实验室研发的集成THz医学成像设备比东芝最高端成像效果清晰100倍。  凤凰光学、聚光科技:上述“基于太赫兹技术的地沟油快速检测仪”由上海现代光学系统重点实验室与上海市分析检测协会合作研发,拥有自主知识产权。其中,上海现代光学系统重点实验室的合作单位包括凤凰光学(上海)有限公司、聚光科技(杭州)有限公司。  概念解析:太赫兹  太赫兹(Terahertz,1THz=1012Hz)泛指频率在0.1~10THz波段内的电磁波,位于红外和微波之间,处于宏观电子学向微观光子学的过渡阶段。早期太赫兹在不同的领域有不同的名称,在光学领域被称为远红外,而在电子学领域,则称其为亚毫米波、超微波等。在20世纪80年代中期之前,太赫兹波段两侧的红外和微波技术发展相对比较成熟,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“THz Gap”。  2004年,美国政府将THz科技评为“改变未来世界的十大技术”之一,而日本于2005年1月8日更是将THz技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,举全国之力进行研发。我国政府在2005年11月专门召开了“香山科技会议”,邀请国内多位在THz研究领域有影响的院士专门讨论我国THz事业的发展方向,并制定了我国THz技术的发展规划。另外,美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区政府、机构、企业、大学和研究机构纷纷投入到THz的研发热潮之中。  太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高,所以其空间分辨率也很高 又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时,由于太赫兹能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具有优势。另外,由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段,因此太赫兹在粮食选种,优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中,其广袤的科学前景为世界所公认。
  • 太赫兹技术大火 6支仪器概念股受追捧
    据了解,太赫兹生物探测技术已经成为当下一个非常重要的交叉前沿领域,我国目前已经研发出一种太赫兹发射器,该发射器的数据传输速度要比5G至少快10倍,该技术有望在2020年实现应用。太赫兹技术的火热,也引发了公众对于以下几支仪器概念股的关注。  同方股份:控股子公司同方威视技术股份有限公司曾与清华大学共同申请了“一种利用太赫兹时域光谱快速检测植物油纯度的方法及设备”专利权。  大恒科技:太赫兹光谱仪已小批量销售,“基于飞秒激光的太赫兹光谱仪”项目去年已通过专家组2015年年度验收。  华讯方舟:16年4月26日,华讯方舟创始人吴光胜接受媒体采访时称,已成功做出世界第一块石墨烯太赫兹芯片,并在太赫兹研究领域上处于世界领先水平。  天瑞仪器:公司主要从事化学分析仪器及其应用软件的研发、生产销售,同时能提供应用解决方案和相关技术服务。主要产品包括能量色散X射线荧光光谱仪、波长色散X射线荧光光谱仪、镀层测厚X射线荧光光谱仪等36个型号的产品。  四创电子:公司是国家级高新技术企业,国家技术创新示范企业,国家火炬计划重点高新技术企业,全国电子信息行业标杆企业。主营雷达电子、安全电子两大业务。  聚光科技:公司主要从事环境监测、工业过程分析和安全监测领域的仪器仪表的研发、生产和销售,公司产品在线监测气体、液体和固体成分和含量,产品广泛应用于环境保护、冶金、石油化工、电力能源、水泥建材,公共安全等多个领域。
  • 预算931.5万!长春理工大学太赫兹波谱与无损检测实验室采购一批仪器
    近日,长春理工大学中山研究院太赫兹波谱与无损检测实验室发布3项招标公告,采购傅里叶红外光谱仪、傅里叶太赫兹光谱仪、高功率飞秒激光器、量子级联激光器、太赫兹时域光谱系统、高精度工业CT扫描系统等仪器设备,总预算达931.5万元。详情如下:长春理工大学中山研究院太赫兹波谱与无损检测实验室高精度工业CT扫描系统等采购项目1、预算金额:316.5万元2、采购需求:品目号品目名称采购标的数量(单位)品目预算(元)1-1工业机器人六轴机器人1(台)160,0002-1光学测试仪器太赫兹时域光谱系统1(台)950,0003-1射线式分析仪器高精度工业CT扫描系统1(台)1,975,0003-2工业机器人片剂药物检测机器人1(台)80,000合计3,165,0003、获取招标文件时间:2022年3月25日至2022年4月1日,每天上午00:00:00至12:00:00 ,下午12:00:00至23:59:59 地点:广东省政府采购网长春理工大学中山研究院傅里叶红外光谱仪和傅里叶太赫兹光谱仪采购项目1、预算金额:285万元2、采购需求:品目号品目名称采购标的数量(单位)品目预算(元)1-1光学式分析仪器傅里叶红外光谱仪1(台)1,800,0001-2红外仪器傅里叶太赫兹光谱仪1(台)1,050,000合计2,850,0003、获取招标文件时间:2022年3月18日至2022年3月25日 ,每天上午00:00:00至12:00:00,下午12:00:00至23:59:59 地点:广东省政府采购网 长春理工大学中山研究院太赫兹波谱与无损检测实验室高功率飞秒激光器和量子级联激光器采购项目1、预算金额:330万元2、采购需求:品目号品目名称采购标的数量(单位)品目预算(元)1-1激光仪器高功率飞秒激光器1(台)1,900,0002-1激光仪器量子级联激光器1(台)1,400,000合计3,300,0003、获取招标文件时间:2022年3月18日至2022年3月25日,每天上午00:00:00至12:00:00,下午12:00:00至23:59:59 地点:广东省政府采购网联系方式1.采购人信息名称:长春理工大学中山研究院地址:中山市火炬开发区会展东路16号数码大厦15-17层联系方式:0760-869811272.采购代理机构信息名称:广东人信工程咨询有限公司中山分公司地址:中山火炬开发区孙文东路濠头段12号光裕大厦第五层A区联系方式:0760-888387183.项目联系方式项目联系人:黄小姐电话:0760-88838718
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