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太赫兹波发生器

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太赫兹波发生器相关的资讯

  • 上海微系统所与加拿大合作研究太赫兹技术
    2004年5月11日记者从在上海召开的“太赫兹物理及超快过程”国际研讨会上获悉,中国较早开展太赫兹技术研究的中科院上海微系统与信息技术研究所,正在与加拿大国家研究所合作开展能够产生太赫兹电磁波的源发生器的研究与制作。  太赫兹频段,是指频率从十分之几到十几个太赫兹,介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。长期以来,由于缺乏有效的太赫兹产生与检测方法,人们对该波段电磁辐射性质的了解非常有限,以致于该波段被称为电磁波谱中的太赫兹空隙。目前国际上对太赫兹的研究仅仅只有20多年的历史,中国则不到10年。  据介绍,在医学治疗过程中照射的X光的光子能量高,对人体造成的伤害非常大。而应用目前国际上电磁波研究领域的新宠——太赫兹技术(1太赫兹=1012赫兹)制成的用于医疗诊断的成像设备,则能将这种照射对人体的伤害降低100万倍。  中科院微系统所曹俊诚研究员介绍说,加拿大在太赫兹研究的实验水平方面比较发达,而中科院上海微系统所则在揭示太赫兹现象的理论研究方面比较成功,双方的合作将有利于将理论与实践相结合,促进太赫兹领域技术的研发进程。  据介绍,太赫兹电磁波由于频带宽,是微波的1000倍,因此在通信方面有很大的应用前景。
  • 三宝兴业成为Rainbow Photonics太赫兹产品中国区代理
    三宝兴业(微视凌志)成为瑞士Rainbow Photonics品牌太赫兹系列产品中国区代理  2012年2月27日,北京三宝兴业(微视凌志)视觉技术有限公司与瑞士Rainbow Photonics公司签署了代理合作协议,正式成为其太赫兹系列产品的中国区代理。  太赫兹作为一个电子学向光子学过渡频段,其频段覆盖大分子的转动和振动频率,是有待全面研究的一个频率窗口,成为近年全球的科研热点。  频率:0.1THz –10 THz( 0.03 mm – 3 mm)  瑞士Rainbow Photonics成立于1997年,是世界一流的太赫兹成像与光谱产品生产商,其销售产品为瑞士联邦工学院非线性光学实验室的科研成果。三宝兴业(微视凌志),作为国内资深图像处理企业,自2003年成立以来,主营业务是以代理销售国际知名厂商的图像处理产品为主,成立近10年来,不断扩展其代理产品线,此次代理瑞士Rainbow Photonics品牌,将为广大中国科研用户在太赫兹研究领域带来福音,并提供更加本土化的技术支持。  若您对Rainbow Photonics太赫兹产品感兴趣,可致电北京三宝兴业(微视凌志)010-51262828-6603或wuxl@mvlz.com咨询。  公司简介:    瑞士Rainbow Photonics产品线涵盖实验室级太赫兹时域光谱系统(TeraKit-Transmission- TeraKit-Reflection)、最新太赫兹成像与光谱系统(TeraImage)、太赫兹一体化系统(TeraSys 4000)、基于高效有机电光晶体(OH1,DAST,DSTMS)的太赫兹产生器与探测器、高质量KNbO3 晶体、全固态近红外飞秒激光器等。广泛应用于实验室中进行的生物医学成像、安全检查、无损探伤、爆炸物探测等研究领域,客户遍布美、英、法、德、日等国家。TeraSys 4000TeraIMAGE    北京三宝兴业(微视凌志)科学部自2007年成立以来,一直致力于国际顶尖科研级产品的推广工作,宗旨是为中国广大的科研工作者提供优质服务,专业的硕博技术人员随时为您解答疑问产品及应用中的问题,可保障您的工作进展更顺畅。目前,代理品牌及产品主要有Princeton Instruments(科研级制冷CCD,光栅光谱仪)、e2v(科研级芯片)、Light conversion(飞秒激光器)、Advanced Research Systems(低温制冷设备)、B&W TEK(便携式光谱仪)、Ludl Electronic Products (显微纳米位移台)、Femto(电流、电压放大器、锁相放大器)、Quantum(时序脉冲发生器)、Scientech(激光功率计、能量计)、Delta(滤光片)、Frankfurt Lasers(固体激光器、激光二极管),Rainbow Photonics (太赫兹产品)等。
  • 2006年第31届红外、毫米波与第14届太赫兹联合国际会议在沪隆重召开
    2006年9月18日上午,由中科院上海技术物理研究所、东南大学、上海市对外文协等单位主办的IRMMW-THz 2006红外、毫米波与太赫兹电子学国际会议隆重拉开帷幕,今起,包括诺贝尔奖得主、著名科学家K.Vonkliting在内的500多位国内外红外、太赫兹及其毫米波领域的知名专家将聚会上海,围绕“红外、太赫兹和微波成像”、“红外、太赫兹和微波天文学、大气和环境科学应用”等热点问题开展交流、探讨。他们之中有IEEE高级会员、美国、俄罗斯、中国等多个国家的科学院或工程院院士、联合国发展计划总署 (UNDP) 高级科学顾问、大功率毫米波发生器与许多重要器件、仪器设备的发明人等,几乎代表了世界红外、微波、太赫兹领域的精英。  红外、毫米波与太赫兹国际会议是红外、毫米波与太赫兹领域内最具权威性的国际系列性年度会议。1974年第一届红外与毫米波国际会议在美国召开,1993年第一届太赫兹国际会议在德国召开,此后在各自的领域内都产生了巨大的影响。自2004年起,相关领域的科学家决定将这两个国际会议合并召开。合并后的会议涉及领域更广泛,科技内涵更深刻,成为国际上规模大,影响大的系列学术会议。其涉及内容与人类在通讯、信息、能源、航天、航空、遥感、遥控、安全、预警和监测等高新技术活动密切相关,因此一直受到科学家、产业界以及各国政府的高度重视。  本次会议得到了中国自然科学基金会、中国科学院、上海市对外文化交流会以及中国物理学会、电子学会、光学学会的大力支持和赞助。还得到了美国电气和电子工程师协会 (IEEE) 的支持。  相关新闻:上海技物所成功申办第31届红外、毫米波和太赫兹国际会议  上海技物所成功争得第31届红外、毫米波和太赫兹国际会议的主办权  经国务院及中国科学院的批准,在上海技物所领导及中科院院士沈学础的努力下,上海技物所成功争得了“第31届红外、毫米波与太赫兹国际会议”(2006年)的主办权。  红外、毫米波与太赫兹国际会议是红外与光电技术研究领域最高级别的国际系列性会议,一直受到各国科学家的高度重视,在该领域具有深远的影响。大会的成功申办,是中国红外毫米波与太赫兹发展的难得机遇。  红外、毫米波与太赫兹都是电磁波谱的一部分。其辐射包括相干辐射的产生、传播和接收构成了内容十分丰富,用途特别广泛的研究领域。与航空、航天、遥感、遥控、预警、监测等一系列有关国防、国家安全、国民经济以及人民生活的重大技术应用密切关联,是国际学术界、产业界和各国政府十分重视和关注的科技领域。我国在红外与毫米波的科技应用上目前距离国际先进水平还有相当的差距。
  • 中国电科41所太赫兹测试技术科技攻关获重大突破
    近期,中国电科41所500GHz频段的信号发生器、矢量网络分析仪通过年度验收,标志着我国微波毫米波测量仪器使用频率得到进一步拓展,总体技术指标达到国际先进水平。  近年来,中国电科41所紧盯太赫兹测试技术的发展方向和市场需求,通过努力攻关,成功突破多项关键技术,自主研制出毫米波倍频源模块、频谱仪扩频模块、网络仪S参数测试模块、功率探头等,将微波信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪、功率计的使用频率扩展到太赫兹频段,整体技术指标达到国际同类产品先进水平,并在核心元器件方面实现了自主可控。  THz技术被誉为未来改变世界的十大技术之一,在卫星通信、天文观测、机场安检、无损检测等方面研究具有独特的优点,成为目前国内外竞相研究的技术热点。中国电科41所在太赫兹测试技术领域取得的研制成果,打破了国外对我国高端仪器的技术封锁和产品禁运,建立了我国太赫兹频段信号发生、频谱分析、S参数分析、功率检测的测试条件,从而保障我国毫米波及太赫兹领域技术研究的顺利进行,具有重要社会和经济效益。
  • 太赫兹波识别邮件炸弹
    2011年12月12电 不断发生的邮件和包裹炸弹事件令人神经紧绷,因此对邮递物加强检查迫在眉睫。德国弗劳恩霍夫物理测量技术研究所12日推出一款太赫兹信件扫描仪,人们可以借助这台机器在不侵犯通信隐私的前提下,及时发现信中所含危险物品。  与通常使用的X射线检查仪不同,太赫兹信件扫描仪借助太赫兹波“窥探”信件“内容”。太赫兹波为一种波长介于微波与红外线之间的电磁波,可轻易穿透衣物、塑料和皮肤。与X射线相比,太赫兹波光子能量较低,一般不会对生物组织造成损害。  研究人员介绍说,如果在邮件递送环节推广使用这种太赫兹信件扫描仪,就可提早发现邮件或包裹炸弹,避免惨剧发生。这种太赫兹信件扫描仪几乎可以“服役”于任何地方,邮局、监狱、私人住宅……与耗资较高、辐射较大、无法识别具体爆炸物的X射线扫描仪相比,太赫兹扫描仪具有独特优势。
  • 重庆研究院生物大分子太赫兹近场成像光谱仪研究获进展
    p  近日,中国科学院重庆绿色智能技术研究院太赫兹技术研究中心在生物大分子太赫兹近场成像光谱仪研究中获得进展,相关结果以《基于扫描探针显微镜的近场超空间分辨指纹光谱技术研究现状》为题在《红外与毫米波》期刊上进行发表。/pp  在中国科学院科研装备项目的支持下,该团队开展了生物大分子太赫兹成像光谱仪的研制工作,欲利用金属化纳米探针在纳米级针尖附近形成的局域增强太赫兹波来照射生物大分子,从而能突破光学衍射极限实现对纳米级大小的生物大分子进行成像。/pp  目前,该研究利用可见的氦氖激光对不可视太赫兹波主体光路(图1)的准直、聚焦状态进行精准的辅助调节,已完成了对近场太赫兹波信号相干放大的迈克尔逊干涉仪的调试,实现了利用外部信号发生器来驱动金属化原子力探针在垂直方向做周期的机械运动,获得了金属化原子力探针与铝基底的太赫兹光谱(图2)。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="FLOAT: none" title="111.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/88d7a724-d2b9-455e-9c3f-828584592b50.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center" /pp style="TEXT-ALIGN: center"  图1 基于连续波太赫兹源的太赫兹近场成像系统原理图/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 549px FLOAT: none HEIGHT: 416px" title="222.jpg" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/942e5038-8282-4a4d-865f-c824014c3659.jpg" width="549" height="416"//pp style="TEXT-ALIGN: center"  图2 金属探针与铝基底的太赫兹光谱/pp/p
  • 上海技物所发现一种太赫兹波段室温新光电导现象
    产生光电导现象的方法主要有导带与价带之间的跃迁、子带之间的跃迁或者杂质带激发,目前人们普遍认为由远小于半导体禁带能量的光子直接激发的室温光电导机制是不可能实现的。中国科学院上海技术物理研究所黄志明研究员团队研究发现并提出一种太赫兹波段室温新光电导现象(见下图):当外部电磁波(光子)入射到器件上,将在半导体材料中诱导势阱,从而束缚来自于金属中的载流子,使得材料中载流子浓度发生改变。黄志明团队成功制备出相关器件,并通过实验证明了所提出理论的正确性。  有关研究结果已于9月1日在线发表在Advanced Materials (DOI:10.1002/adma.201402352)上。此项研究结果证明了远小于禁带能量的光子激发的室温光电导机制,并跳出了传统的基于带间跃迁、子带能级跃迁,以及杂质带激发产生光电导的限制,解决了室温下远小于禁带能量光子直接产生光电导这一难题。它将对半导体、超材料、等离子体和太赫兹低能光子探测产生深远影响。   一种太赫兹波段室温新光电导现象
  • 欧美太赫兹技术研发进展
    近年来,随着国际恐怖主义的扩散和世界性灾害的发生,防恐、减灾、构建安全的现代社会已成为世界共同的紧要课题。欧、美等发达国家对利用太赫兹辐射波技术给予了很大的关注。  在欧洲,政府和企业围绕太赫兹技术的广泛应用,加强产学研合作的研发日益活跃。2000年以后,在欧洲第五、第六研究开发框架计划(Informationt Society Technologies,IST)的有关项目里,围绕太赫兹波段医疗、通信技术应用的研究非常活跃。英国在2000-2003年开展了WANTED(Wireless Area Networking of Terahertz Emitters and Detectors)项目研究,开发了l-10太赫兹的广域半导体振动器和检波器,研讨Tbps级WAN的可能性 同一时期,英国还开展了TERAVISION(Terahertz Frequency Imaging Systems for Optically Labeled Signals)项目,开发应用高功率、小型近红外短脉冲激光的小型医用太赫兹脉冲成像装置,并通过风险企业TeraView取得了产业化进展。法国在2001-2004年实施NANO-TERA项目(Ballistic Nanodevices For Terahertz Data Processing),研究太赫兹波段信号处理装置。瑞典在2002-2004年开展了SUPER-ADC(A/D converter in superconductor-semiconductor hybrid technology)项目研究,旨在实现高温超导体和半导体混合的超高速AD转换器。  近年来,以美国防高级研究计划署DARPA等为中心,积极推进以国防为主要目的尖端技术开发和超高速电子领域的相关项目研究。如开展TIFT(Terahertz Imaging Focal-plane-array Technology)项目研究,开发安全应用方面的小型高感度太赫兹感测系统。2003-2006年进行TFAST(Technology for Frequency Agile Digitally Synthesized Transmitter)项目研究,开发高速通信、定相整列天线发射机(phased-array antena)的数字化应用超高速IC。从2005年开始实施SWIFT(Submillimeter Wave Imaging FPA Technology)项目,开发安全防卫用的成像应用亚毫米波FPA组合装置。美国已有超过10家企业在太赫兹波相关产品的开发方面取得进展。如Picometrix公司开发的宇宙飞船外壁薄板内部缺陷检查用太赫兹成像系统已在美国国家宇航局NASA投入使用。Physical Sciences Inc.、波音等公司也积极进行太赫兹波在安全领域应用的研究开发。(2005年9月20日)
  • 美设计出太赫兹多像素光波调制器
    据《每日科学》网站2009年5月31日报道,美国科学家首次设计出一款多像素太赫兹频率(THz)光波调制器,将来有望广泛应用于生物光谱学和半导体结构成像研究。  太赫兹辐射是指频率从0.37THz到10THz,波长介于无线波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射区域,所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景。对太赫兹辐射的正式研究,可以追溯到很多年前,但直到1990年高效生成和检测辐射的方法成为可能后,该研究才变得越来越普遍。  美国莱斯大学物理学家丹尼尔米特尔曼和他在桑迪亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室的同事,使用一种特异材料来控制太赫兹波束的流出。之所以称之为特异材料,是因为它包含数组微观分裂的金属环,这些圆环可由附近的电极控制。通过调节圆环的电容来调整辐射水平。也就是说,赫兹光(即T射线)可以通过调制器进行转换,由调制器决定光线能否通过。该调制器由16个像素组成,呈4×4阵列。  米特尔曼称,第一次对太赫兹波束进行电控非常重要。要使光束能够穿过整个平面,而不呈现线性爆裂状态,进而促成光波成像,这是第一步。调制器的切换速度大约为1兆赫,与现今数据传输的最快速率相比并不算快。但他认为,对许多T射线成像任务来说,高带宽并不是必需的。目前他们正在设计一个较大的32×32像素阵。  该研究成果将在2009年激光与电学/国际量子电子学会议(CLEO/IQEC)上提出。该会议将于5月31日至6月5日在美国巴尔的摩召开。
  • 盛志高研究团队成功研发出一种主动智能化的太赫兹电光调制器
    近日,中科院合肥研究院强磁场中心盛志高研究团队依托稳态强磁场实验装置成功研发了一种主动智能化的太赫兹电光调制器。相关研究成果发表在国际期刊 ACS Applied Materials & Interfaces 上。虽然太赫兹技术具有优越的波谱特性和广泛的应用前景,但其工程应用还严重受制于太赫兹材料与太赫兹元器件的开发。其中,围绕智能化场景应用,采用外场对太赫兹波进行主动、智能化的控制是这一领域的重要研究方向。瞄准太赫兹核心元器件这一前沿研究方向,强磁场中心磁光团队继2018年发明一种基于二维材料石墨烯的太赫兹应力调制器[Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)]、2020年发明一种基于强关联氧化物的太赫兹宽带光控调制器[ACS Appl. Mater. Inter. 12, 48811(2020)]、2021年发明一种基于声子的新型单频磁控太赫兹源[Advanced Science 9, 2103229(2021)]之后,选择关联电子氧化物二氧化钒薄膜作为功能层,采用多层结构设计和电控方法,实现了太赫兹透射、反射和吸收多功能主动调制(图a)。研究结果表明,除了透射率和吸收率,反射率和反射相位也可被电场主动调控,其中反射率调制深度可以达到99.9%、反射相位可达~180o调制(图b)。更为有趣的是,为了实现智能化的太赫兹电控,研究人员设计了一种具有新型“太赫兹-电-太赫兹”的反馈回路的器件(图c)。不管起始条件和外界环境如何变化,该智能器件可以在30秒左右自动达到太赫兹的设定(预期)调制值。(a)基于VO2的电光调制器示意图(b)透射率、反射率、吸收率和反射相位随外加电流变化(c)智能化控制原理图这一基于关联电子材料的主动、智能化太赫兹电光调制器的研发为太赫兹智能化控制的实现提供了新的思路。该工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、强磁场安徽省实验室方向基金的支持。文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c04736
  • 英国科学家发现控制太赫兹波新方法
    英国研究人员2006年112日宣布发现了一种控制太赫兹波的新方法,可大大提高利用太赫兹波探测物质内部结构的能力,在疾病诊断、药物分析、材料探伤和爆炸物检测等诸多方面有很大应用潜力。  太赫兹波是指频率在0.1至10太赫兹(波长为3000至30微米)范围内的电磁波,在电磁波谱上位于微波和红外线之间。这一波段的电磁辐射具有很强的透视能力,可以作为一种特殊的“探针”用来对物质内部进行深入研究。  由于此前人们没有掌握使太赫兹波很好聚焦的技术,太赫兹波的应用受到很大限制。利用传统的透镜和反射镜,仅能使太赫兹波聚焦到波束直径不足1毫米的程度,导致分辨率不足。这样的波束远远不能用于研究生物细胞等微小物体,就像最小刻度为1毫米的尺子,不能用来测量长度仅几微米的东西。  英国巴斯大学2日发表的新闻公报说,该校研究人员发现,普通金属线不能很好地引导太赫兹波进行聚焦,但如果在普通金属线的表面切开一些小槽,其聚焦能力就会大大增强。将这样的金属线制作成逐渐变细的形状,使其一端成为一个非常微小的点,金属线就能引导太赫兹波聚焦到这个点上,形成直径只有几微米的波束。  理论上,由于频率与生物大分子的振动频率吻合,太赫兹波在生物医学方面有特殊优势,可用于详细探测机体组织结构,方便研究伤口愈合、肿瘤生长等情况。它还能用来探测大气层、研究分子运动、探测毒品与爆炸物和对材料进行无损探伤等。  要实现这些功能,必须研制出性能良好的波源,提供稳定、分辨率高的太赫兹波波束。新成果使得科学家离实现这一目标又近了一步。
  • 上海光机所在太赫兹波电子加速研究中取得重要进展
    近期中国科学院上海光学精密机械研究所李儒新、田野和宋立伟团队在太赫兹波电子加速领域取得重要进展。研究团队基于上海光机所新一代超强超短脉冲激光综合实验装置,利用超强超短激光驱动丝波导产生毫焦耳级太赫兹表面波,并采用表面波进行电子加速,解决了高能量太赫兹波产生以及自由空间太赫兹波至波导能量耦合效率低等难题。该项研究将太赫兹波的产生、传输及耦合集成到波导上,并在波导管中5mm距离实现了最高1.1 MeV的电子能量增益和210 MV/m的平均加速梯度,较当前太赫兹波加速电子能量增益的世界纪录提升了近一个量级,同时为全光学集成化电子加速器研究开辟了崭新途径。相关研究成果于2023年7月13日以“Megaelectronvolt electron acceleration driven by terahertz surface waves”为题发表于《自然光子学》(Nature Photonics)期刊。   小型化集成化的电子加速器将极大地推动其在前沿科学与技术领域的广泛应用。利用太赫兹波驱动电子加速作为近十年来发展的新兴加速技术,能够提供比传统射频加速更高的加速梯度,是实现小型化、低成本加速装置的可靠途径之一,有望将加速器的应用推广向包括小型实验室、医院等在内的更多应用场景。   当前发展的太赫兹电子加速基于自由空间的太赫兹源技术,太赫兹波产生后,经收集、传输、偏振转换,再聚焦至用于加速电子的波导结构。实验上,为了尽可能提高波导内部的太赫兹加速梯度,需要太赫兹源提供足够的能量以弥补光路中散射、反射,以及模式转换的能量损耗。常见的太赫兹源,例如基于光学晶体产生的太赫兹辐射通常需要经过光学元件的收集及导引,并通过分段波片或相移片进行模式转换,不可避免地造成能量损失。相比自由空间的太赫兹辐射,束缚于介质表面的光学表面波,如表面等离极化激元(surface plasmon polaritons, SPP),为太赫兹的导引与模式转换提供了全新的思路。   研究团队近年来在小型化的激光加速电子源与辐射光源等领域长期探索,并于近期发现了太赫兹表面等离极化激元相干放大机制(Nature 611, 55–60 (2022)),能够实现高功率表面等离极化激元相干辐射源。围绕轴对称金属圆柱形波导上的太赫兹表面等离极化激元的索莫菲波属性,以及对低色散基横磁(TM)模式,研究团队进一步将此高功率的太赫兹表面等离极化激元直接与加速波导耦合,实现了85%的耦合效率,能有效将飞秒激光泵浦金属圆柱波导产生的毫焦耳级太赫兹能量与电子束作用,并最终在5mm长度上使电子获得最高1.1 MeV的能量增益及210 MV/m的平均加速梯度,将当前国际上太赫兹波驱动的电子能量增益最好结果提升了近一个量级。   未来,研究团队将基于这一太赫兹表面波模式驱动电子加速的全新方案进一步发展集成化的全光学电子加速技术,并拓展其在小型辐射源及材料检测等领域的交叉应用。   相关研究工作的合作团队包括北京航空航天大学与张江实验室等,该工作共同第一作者为上海光机所博士研究生余谢秋与特别研究助理曾雨珊,工作得到了科技部重点研发计划、中科院先导B、基础研究特区计划、中科院人才引进计划、国家自然科学基金、中科院青促会和上海市科技启明星扬帆计划等支持。图1 太赫兹表面波驱动电子加速实验示意图图2 实验测得的最大电子能量增益结果图3 自由空间(a)与金属圆柱波导(b)太赫兹耦合状态下,加速波导内的电场强度对比(c)
  • 科学岛团队研发出一种光控太赫兹相位调制器
    近日,中科院合肥研究院强磁场中心磁光团队成功研发了一种主动的太赫兹相位调制器。相关研究成果发表在ACS Applied Electronic Materials 国际期刊上。   虽然具有优越的波谱特性和广泛的应用前景,太赫兹技术的工程应用还严重受制于太赫兹材料与太赫兹元器件的开发。为了满足不同的应用要求,太赫兹调制器件成为这一领域的研究重点。   强磁场中心磁光团队聚焦太赫兹核心元器件这一前沿研究方向,继2018年发明一种基于二维材料石墨烯的太赫兹应力调制器【Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)】、2020年发明一种基于强关联氧化物的太赫兹宽带光控调制器【ACS Appl. Mater. Inter.12, 48811(2020)】、2022年发明一种基于关联电子材料的主动、智能化太赫兹电光调制器【ACS Appl. Mater. Inter. 14, 26923-26930, (2022)】之后,与固体所苏付海团队合作,经过大量材料筛选与技术探索,发现氧化物晶体NdGaO3可以使太赫兹发生明显相位移动。研究结果表明,NdGaO3晶体在100-400K下可以实现~94°的相位移动,相位移动大小几乎线性依赖于太赫兹频率,并且具有晶体各向异性。采用光控的方式,研究团队实现了太赫兹相位的主动调制,即在20 J/cm2的光照激发下,NdGaO3晶体可以实现稳定的相位调控~78°,通过改变光照激发强度,可以实现多态的太赫兹相位移动。该结果表明NdGaO3晶体是太赫兹移相器的合适候选材料,其灵敏度和稳定性有望在新型太赫兹光学器件中得到良好的应用。   该工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金,省级重大科技专项计划中国科学院前沿科学重点研究项目的支持。(a)基于NdGaO3的光控相位调制器示意图(b)相位移动随太赫兹频率和光照开关的变化。
  • 我国大力发展太赫兹技术!太赫兹技术(大同)研究院揭牌成立
    p style="text-indent: 2em text-align: justify "太赫兹波又称远红外波,曾被评为“改变未来世界的十大技术”之一,它是电磁波段中最后一段未被人类充分认识和应用波段。由于频率高、脉冲短、穿透性强,且能量很小,对物质与人体的破坏较小,所以与X射线相比,太赫兹成像技术和波谱技术更具优势,在空间探测、医学成像、安全检查、宽带通信等方面具有广阔的前景。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "7月7日,太赫兹技术(大同)研究院、大同东华科技有限公司在山西省大同市正式揭牌成立,为大同转型发展蓄势赋能。山西省委常委、大同市委书记张吉福,大同市市长武宏文,山西省投资促进局党组书记、局长杨春权及两大平台相关负责人进行揭牌。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 537px height: 356px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/03fdaf1d-fe27-44c3-be23-ef3886ecd362.jpg" title="88ca67ee0af44026a65ab96cdb949524.jpg" alt="88ca67ee0af44026a65ab96cdb949524.jpg" width="537" height="356"//pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据了解,太赫兹技术(大同)研究院是大同聚力建设12大科技创新平台的重要平台之一,主要由毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室和毫米波太赫兹产业发展联盟组建;大同东华科技有限公司的总部东华软件股份公司成立于2001年1月,以应用软件开发、计算机信息系统集成、信息技术服务等为主要业务,拥有千余项自主知识产权的软件产品。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "武宏文表示,大同将致力把太赫兹技术(大同)研究院打造成一流的国家级研究院。同时,大同将与大同东华科技有限公司在高端制造、信息技术应用、大数据等领域进行深度合作,加强技术研发、加快成果转化、加速产业孵化,着力打造大同成功转型的“四梁八柱”。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据悉,大同近年来启动建设了大同市国际能源革命科技创新园,引进了12大科技创新平台,集聚了28名两院院士、77名高科技领军人才,转化落地了太赫兹技术测温安检门、煤矿废弃巷道压缩空气储能等一大批高科技转型项目,推动大同发展步入创新驱动快车道。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "揭牌仪式上,杨春权表示,全省投资促进系统将以项目招商、落地为核心,坚持“项目为王”理念,精准招商,为大同项目落地投产见效提供全方位“保姆式”服务。/p
  • 集成太赫兹收发器在美问世
    据美国物理学家组织网2010年6月30日(北京时间)报道,美国科研人员开发出了首个集成太赫兹(THz)固态收发器,新设备比目前使用的太赫兹波设备更小,功能更强大。相关研究成果发表在最新一期的《自然光子学》杂志上。  太赫兹技术是近年来十分热门的一个研究领域,2004年被评为影响世界未来的十大科技之一。美国能源部桑迪亚国家实验室的研究人员将同一块芯片上的探测器和激光器结合在一起,制造出了该接收设备。在实验中,研究人员将一个小的肖特基二极管嵌入一个量子级联激光器(QCL)的脊峰波导空腔中,让能量能够从量子级联激光器内部的磁场直接到达二极管的阴极,而不需要光耦合通路。这样,研究人员就不需要再为制造这些收发器等设备所需要的光学“零件”如何定位而“抓耳挠腮”了。  新的固态系统利用了太赫兹波发出的频率。太赫兹波是指频率在0.1THz—10THz范围的电磁波,介于微波与红外之间,它能够穿透非金属材料,从而为安检、医学成像提供新的手段,在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景。  量子级联激光器是产生太赫兹辐射的重要器件之一,科学家于2002年演示了半导体太赫兹量子级联激光器。太赫兹量子级联激光器的一个优势在于其能够同其他组件一起被整合在同一个芯片上。然而,此前要想装配出灵敏的相干收发器系统,研究人员需要将零散的、并且常常是巨大的组件组合到一起。而现在,研究人员只是将太赫兹量子级联激光器和二极管混频器整合在一个芯片上,就可以组成一个简单实用的微电子太赫兹收发器。  研究人员也证明,新的太赫兹集成设备能够执行以前组件零散的太赫兹系统的所有基本功能,例如传输相干载波、接受外部信号、锁频等。
  • 西安交大:3D打印超宽带太赫兹超材料吸波器
    太赫兹波,指频率为0.1-10 THz的电磁波,位于微波和红外之间,属于电子学与光子学的过渡区间。由于具有光子能量低、穿透力强、特征光谱分辨能力好等属性,太赫兹技术在生物传感、无损检测以及高速无线通讯等领域具有重要的应用前景。然而,由于自然界中的天然材料在太赫兹频段没有电磁响应,导致太赫兹频段的功能材料和器件非常匮乏,这也是造成太赫兹技术尚未广泛应用的重要原因。THz超材料,一种新型的周期性人工电磁材料,其性质主要取决于所设计的结构,通过特定的结构设计,可获得与自然界已知材料截然不同的电磁性质,从而实现丰富的功能器件,如吸波器、调制器和偏振转换器等。目前常见的太赫兹超材料,主要由光刻工艺制备得到,存在制备工艺复杂、加工成本高的问题。此外,目前宽带吸波器常采用上下重叠式多层结构设计,其在太赫兹频段所需的多步光刻工艺更是进一步提高了加工难度及成本。因此,探索太赫兹器件的无光刻、低成本、简单高效的制备方法获得超宽带太赫兹吸波器,将有利于促进太赫兹技术的繁荣发展。 近日,西安交通大学张留洋教授课题组提出了一种偏振不敏感的超宽带太赫兹吸波器设计及其制备方法,该超宽带吸波器由叠堆于类宝塔基底表面的多层环形谐振器构成,通过相邻谐振器共振模式的重叠实现带宽的扩展,最终通过叠堆12层圆形和环形谐振器实现1.07-2.88 THz频段的近完美吸收。该研究结合微尺度3D打印技术(nanoArch S130,摩方精密)制备得到实验样件,实验测试结果验证了宽带吸收机理的准确性。该成果以“Three-Dimensional Printed Ultrabroadband Terahertz Metamaterial Absorbers”为题发表于国际期刊Physical Review Applied上,该研究工作由西安交通大学机械工程学院博士生沈忠磊与硕士生李胜男共同合作完成。图1 具有面外形态的太赫兹吸波器结构示意图图2 太赫兹超宽带吸收谱 通过结合微尺度3D打印技术,超宽带太赫兹吸波器可由简单的三步工艺制备得到。其中,周期性阵列的三维类宝塔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,测试所得的宽带吸收谱谐振频率和吸收幅值均与数值模拟结果较为吻合。图3 太赫兹超宽带吸波器实验验证(其中单元周期Px=Py=185μm,顶层圆形谐振器半径r12=10μm, 叠堆环形谐振器宽度w=6μm,叠堆层厚Dt=10μm) 此外,文章进一步证明了该制备方法之于常见太赫兹窄带吸波器制备的适用性。实验结果表明:两种太赫兹窄带吸波器的吸收谱测试结果与数值模拟结果和理论结果均较为吻合,表明基于微尺度3D打印技术的制备方法同样可实现对常见太赫兹窄带吸波器的高质量制备。图4 太赫兹窄带吸波器实验验证原文链接:https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.16.014066官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 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。
  • 亿元B轮融资|苏州博思欲打破CT高压发生器垄断
    近日,苏州博思得电气有限公司(以下简称“博思得”)宣布完成B轮融资,融资金额达数亿元,本轮融资由元生创投领投,苏州高新投资、江苏医疗器械科技产业园跟投,北极光、乾汇资本、苏高新创投等老股东超额跟投。此轮融资将进一步加速博思得新技术、新产品的研发,产能扩充和业务拓展,巩固博思得在高端X光高压发生器领域的市场地位。苏州博思得电气有限公司成立于2015年,实现了X光高压发生器领域的多项技术突破,解决了“卡脖子”技术难题。公司已经已经发展成为国内X光高压发生器领域头部企业,产品覆盖DR、CT、C型臂、乳腺、口腔等多个领域,也是国内成功打破国外CT高压发生器和乳腺X光机高压发生器垄断的企业之一。值得一提的是,近几年国内CT市场发展迅速,市场保有量近年来保持高速增长,已从3千台/年发展到了6-7千台/年,预计2025年中国医用CT机保有量为6.35万台。随着国产CT品牌崛起,CT行业国产化率不断提高,已进入国产替代的关键期。据MDCLOUD(医械数据云)统计,2022年11月12日,CT机产品注册总数为179件,其中国产产品有143件,国产产品占比79.89%。其中,64排及以下CT扫描仪国产率超过60%,除东软医疗、联影、安科、明峰之外,赛诺威盛、开影等国产厂商也开始崭露头角;而在高端/超高端CT领域,东软医疗、联影、安科、明峰均有相应产品面市,也是目前仅有的四家拥有超高端CT上市产品的国产品牌厂商,未来无疑将与GE、西门子、飞利浦其它的进口品牌展开一番较量。与二十多年前的茫然摸索不同,如今,国产替代的政策支持更加有力,国内CT厂商也在补齐短板,从简单模仿向技术创新转变:从中国第一台全身CT的“零突破”,到16层、64层…512层、640层加速发展,再到光子计数、人工智能、机器学习等先进技术的自主可控,相信都将能让国产品牌的推进更加从容自信。
  • 国内首套真空太赫兹波段近场光学显微系统在电子科技大学太赫兹中心成功安装
    太赫兹有着光明的应用前景,还是一片未开垦的处女地。电子科技大学太赫兹中心自成立以来,为太赫兹科学研究搭建了更高的合作发展平台,也标志着我国以“国际前沿、”为目标的太赫兹科学研究迈入了崭新阶段。2018年6月,应电子科技大学太赫兹中心对真空环境下进行太赫兹近场光学研究的需求,QD中国工程师配合德国neaspec公司立即展开积响应并为客户量身定制了套真空太赫兹波段近场光学显微系统(HV-THz-neaSNOM),并已成功安装。 图1:电子科技大学太赫兹中心安装调试现场 图2:真空太赫兹波段近场光学显微系统(HV-THz-neaSNOM) 电子科技大学太赫兹中心原有一套大气环境太赫兹波段近场光学显微系统(THz-neaSNOM),空间分辨率~50nm、宽太赫兹时域近场响应波段0.5-2.2THz。由于更进一步的科研需要,客户需在更加严格的真空条件下进行太赫兹实验。为了满足客户的实验需求,德国neaspec公司在原有大气环境THz-neaSNOM的基础上,结合新的低温散射式近场光学显微镜(Cryo-neaSNOM)技术,设计了新的真空腔体系统,改进了原子力显微镜布局,并重新设计了光路,终成功研发出了套真空太赫兹波段近场光学显微系统(HV-THz-neaSNOM)。该套系统成功地继承了德国neaspec公司THz-neaSNOM的设计优势,采用保护的双光路设计,完全可以实现真空环境下太赫兹波段应用的样品测量。HV-THz-neaSNOM在实现30nm高空间分辨率的同时,由于采用0.1-3THz波段的时域太赫兹光源(THZ-TDS),也可以实现近场太赫兹成像和图谱的同时测量。这大地满足真空环境中太赫兹近场光学研究的需求,可以减少大气中水对太赫兹波段的吸收影响,能更好地保持样品的洁净,为用户进一步集成真空设备提供了基础。 图3:系统理论培训 图4:现场实时操作培训 太赫兹波有强的穿透性,对不透明物体能完成透视成像,用来做半导体材料、生物样品等的检测是其应用趋势之一。该套真空太赫兹波段近场光学显微系统(HV-THz-neaSNOM)的集成,将在生物应用、半导体元器件和相变材料载流子等研究及领域都有着广阔的应用前景,有望为广大太赫兹科研工作者提供更多实际研究工作中的便利和支持。
  • 国外太赫兹无损检测技术已趋成熟
    太赫兹技术属于一种新型无损检测技术,能够对某些组件及表面进行无损测试分析。但是这种检测装置,尤其是传感器探头,不仅价格昂贵,而且相当笨重。  现在,来自于德国弗劳恩霍夫协会的研究人员已经成功研制出一种非常紧凑、简单的传感器探头,其成本也因此变得更低,装置操作也变得更加容易。他们设计的第一种传感器探头原型已经被用于在塑料管的生产线上检测管壁的厚度。此外,这种装置还非常适用于分析纤维复合材料上的涂层等。  这种新型传感器探头将会于2016年4月25至29日在德国汉诺威工业博览会上进行展出。  十多年以前,当人们谈论最多的还都是人体扫描仪的时候,太赫兹技术就被视为“下一个大事件”。科学家们希望利用太赫兹辐射技术研发出一种能够用于材料测试与分析方面的测量体系 虽然人们对于太赫兹技术一直都抱有很大的期望,但太赫兹技术并没有取得人们所期待的进展。与传统的无损检测技术相比,例如X射线检测、超声检测等,太赫兹技术成本太高,装置笨重、不灵活。  搭配新型传感器探头的测量体系  现在,德国柏林的弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所在太赫兹技术方面取得了一项巨大的进步。由该研究所里Thorsten G?bel领导的太赫兹技术研究小组已经成功的研制出了首例标准太赫兹设备,而且成本更低,操作更为简便。  弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所激发太赫兹辐射的原理是基于一种光电方法 通过使用一种特殊的半导体,激光脉冲被转换成太赫兹电脉冲。而以前太赫兹技术一直没有取得实质性成功的原因主要就在于这种特殊半导体需要具备一些特殊的性质。  “我们研制出了一种半导体材料,能够被波长为1.5微米左右的激光刺激,” G?bel说道:“在光通信领域中,这是一种标准波长,这也是为什么市场上有那么多廉价但高质量的光学组件和激光器”。  但是,要研制出一种能够用于材料测试方面,且成本较低、操作便利的太赫兹体系仍然存在一个大障碍——迄今为止,用于扫描待测试组件的传感器探头太大而且非常笨重,并不便于使用。原因是太赫兹发射器和接收器是两个独立的组件,必须要精确的安装在套管里。这种排列的主要缺点在于测试样品只能在一个角度上进行测量。因此,测试对象必须准确的位于接收器和发射器的焦点上,这样经样品由发射器发出的太赫兹信号才会显示在接收器上。如果传感器探头和样品之间的距离发生了变化,例如发生轻微震动等,测量都会变得更加困难。  如今,研究人员制造了一个能够同时发射和接收信号的集成芯片,这使得操作距离可以更加灵活。人们将发射器和接收器“打包”成一个收发器,并置于一个直径只有25毫米,长度只有35毫米的简易传感器探头内部。  研究人员将太赫兹辐射中的发射单元与接收单元“打包”置于一个直径只有25毫米,长度只有35毫米的简易传感器探头内部  塑料管的壁厚检测  这种太赫兹传感器体系目前已经被一些制造厂商用于塑料管材的生产监测,这些传感器能够直接在生产线上检测塑料管壁的厚度 这项检测在生产过程中也是非常重要的,管壁太薄,塑料管就会变得非常不稳定 管壁太厚,无疑会浪费许多宝贵的原材料。  直到现在,塑料管生产线上一般都是采用超声检测体系。但超声检测不能准确的在空气中进行测量,通常需要用到水等耦合剂来起到超声传感器探头和塑料管材之间的耦合介质作用。正是由于这个原因,接近250℃的塑料管材必须通过水箱,才能完成检测。此外,超声检测技术并不能有效检测由不同材料层构成的所谓的智能管材。  纤维增强复合材料上的涂层检测  这种新型太赫兹传感器探头的另一个应用是验证纤维增强复合材料上的油漆以及涂料等。  人们能够利用涡流检测技术对一些金属基材料进行检测,例如在汽车行业中对金属薄片进行检测 但是涡流检测技术并不适用于导电性不好的纤维复合材料。“因此,随着复合材料在汽车、航空、航天以及能源等领域内的应用越来越广泛,人们迫切的需要一种可靠的检测方法”,G?bel说道,而这种新型太赫兹传感器探头可以解决这个问题。  虽然这种新型的太赫兹传感器体系来自于廉价的标准光学元件,可它目前的价格仍然高于一些超声检测装置,但是,G?bel预测,在不久的将来,随着逐步批量生产,其价格肯定会大幅降低。考虑到这种检测方法的优势及其目前的研究进展,G?bel相信太赫兹技术在未来几年将会取得更多的成功,很快成为一种成熟的无损检测手段。译自:sciencedaily
  • 英研究人员发现一种控制太赫兹波的新方法
    2006年11月,英国研究人员近日宣布发现了一种控制太赫兹波的新方法,可大大提高利用太赫兹波探测物质内部结构的能力,在疾病诊断、药物分析、材料探伤和爆炸物检测等诸多方面有很大应用潜力。  太赫兹波是指频率在0.1至10太赫兹(波长为3000至30微米)范围内的电磁波,在电磁波谱上位于微波和红外线之间。这一波段的电磁辐射具有很强的透视能力,可以作为一种特殊的“探针”用来对物质内部进行深入研究。  由于此前人们没有掌握使太赫兹波很好聚焦的技术,太赫兹波的应用受到很大限制。利用传统的透镜和反射镜,仅能使太赫兹波聚焦到波束直径不足1毫米的程度,导致分辨率不足。这样的波束远远不能用于研究生物细胞等微小物体,就像最小刻度为1毫米的尺子,不能用来测量长度仅几微米的东西。  英国巴斯大学2日发表的新闻公报说,该校研究人员发现,普通金属线不能很好地引导太赫兹波进行聚焦,但如果在普通金属线的表面切开一些小槽,其聚焦能力就会大大增强。将这样的金属线制作成逐渐变细的形状,使其一端成为一个非常微小的点,金属线就能引导太赫兹波聚焦到这个点上,形成直径只有几微米的波束。  理论上,由于频率与生物大分子的振动频率吻合,太赫兹波在生物医学方面有特殊优势,可用于详细探测机体组织结构,方便研究伤口愈合、肿瘤生长等情况。它还能用来探测大气层、研究分子运动、探测毒品与爆炸物和对材料进行无损探伤等。  要实现这些功能,必须研制出性能良好的波源,提供稳定、分辨率高的太赫兹波波束。新成果使得科学家离实现这一目标又近了一步。
  • 德开发出微型太赫兹发射器
    近日,德国达姆施塔特工业大学的科学家成功研发出可在常温下使用的微型太赫兹发射器,并创造了1.111太赫兹的电子发射器频率纪录,为太赫兹辐射的广泛应用铺平了道路。  通过辐射的帮助,穿透日常的材料,如塑料、纸张、纺织品或陶瓷,从而对工件的质量进行无损检测,或者分析正在运行的发动机的燃烧过程,甚至不用打开就检测邮包和信件是否带有危险的生物物质,这些都是波长在0.1毫米至1毫米的太赫兹辐射可能的用途。然而直到目前太赫兹技术的发展和应用仍很局限,其主要障碍就是其发射和接收装置至今仍然十分笨重而且昂贵。  这一情况可能很快就会有所改变:达姆施塔特的物理学家和工程师在迈克尔菲格诺瓦博士的领导下成功开发出一种太赫兹辐射发射装置。其核心部件是一个所谓的共振隧道二极管(RTD),面积不到1平方毫米,制造工艺基于传统的半导体技术,实现了1.111太赫兹的频率纪录。  在对他们的新设备小型化的过程中,菲格诺瓦团队花了几年时间不断接近微电子的技术极限。共振隧道二极管的核心是一个所谓的双势垒结构,其中嵌入了一个量子阱(QW)。与量子阱有关的是一层非常薄的铟镓砷化物半导体层,它夹在两个很薄的铝砷半导体层中。每一层仅几纳米厚。这种双势垒结构,再加上量子力学效应,使太赫兹振荡器产生的电磁波被反复放大,而不是减弱,这使得振荡器可在太赫兹频率发出连续的电磁辐射。  该太赫兹发射装置可在室温下运行,这使它更具技术应用前景。例如可以利用共振在太赫兹范围内进行分子光谱研究。以前不能用频谱分析的物质,现在都可以在太赫兹范围内用这个方法进行研究。首先受益是医药领域,例如,可以把体内的病变组织从健康组织中区别开来。  菲格诺瓦表示,这是目前有源半导体器件所能达到的最高频率。而从理论上讲,他们研制的发射器还能实现更高的、直到3太赫兹的频率。他们将在未来几年进一步改进该发射器,使其达到更高频率。而利用更高频率的太赫兹辐射来进行材料分析则可获得更高的分辨率,即在图片上可以识别更小的细节。新太赫兹发射器将在电脑、手机和其他电子设备等许多领域获得至今无法想象的应用。
  • 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。
  • 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.
  • 新技术实现太赫兹波“绕障”传输
    当前无线通信系统依靠微波辐射来承载数据,未来数据传输标准将利用太赫兹波。与微波不同,太赫兹信号可被大多数固体物体阻挡。在《通信工程》杂志上发表的一项新研究中,美国布朗大学和莱斯大学研究人员描述了他们如何通过弯曲光线来绕过这些固体障碍,从而解决未来无线通信的这一难题。大多数用户可能使用Wi-Fi基站,让整个房间充满无线信号。无论用户移动到哪里,他们都能保持连接。但在更高频率下,信号将是定向光束。如果用户四处移动,该光束必须跟随才能保持连接。一旦移到光束之外或有物体阻挡,用户就不会收到任何信号。研究人员通过创建太赫兹信号来规避这个问题。该信号可沿着障碍物周围的弯曲轨迹行进,而不是被障碍物阻挡。研究团队引入了自加速梁的概念。这些光束是电磁波的特殊配置,当它们穿过空间时会自然地向一侧弯曲。团队设计了发射器,以便系统操纵电磁波的强度和时间。凭借这种操纵光的能力,研究人员可使波更有效地协同工作,以便在固体物体阻挡部分光束时维持信号。光束沿着发射器中的模式重新排列数据来适应阻挡。当一种模式被阻止时,数据传输将切换到下一种模式,从而保持信号链路完好无损。通过使用这些弯曲光束,研究人员希望未来能使无线网络更加可靠,即使在拥挤或有阻碍的环境中也是如此。未来在办公室或城市等经常出现物理障碍的地方,将可实现更快、更稳定的互联网连接。
  • 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。
  • 碳纳米管技术首次检测出太赫兹光子
    光有X光、红外线、紫外线等很多种类,其中最受科学家关注的是“太赫兹光”。太赫兹光不仅能够观察无法看见的分子的运动,还可以用于癌症检查等,用途十分广泛。但迄今为止,人类对太赫兹光的检测以及产生这种光源都非常困难,属于未知领域。  光具有波和粒子两重特性。2006年日本理化学研究所石桥研究小组利用“碳纳米管”的微小结构在世界上首次检测出太赫兹光子。  在天然原子中,围绕原子核的电子具有分散的能量。把电子封闭在直径数纳米的碳纳米管内,电子就会像在天然原子中一样具有能量,与所藏身的碳纳米管一起形成“人工原子”。改变纳米管的长度,电子能量的间隔会随之发生自由变化。  研究小组向“碳纳米管人工原子”照射太赫兹光,在液态氦温度环境下检测出了人工原子内的电子吸收太赫兹光等现象。这与爱因斯坦的“光电效果”是同一原理。  太赫兹波介于电磁波粒子特性极强的光和强电波之间的周波带,有利于生物体检测和环境诊断。目前对太赫兹波的光源和检测器的开发仍处于落后状态,这一研究成果对利用太赫兹波开发高敏感度检测仪器具有重要意义。同时,对碳纳米管新功能量子纳米级设备的开发提供了新的手段。
  • 2008年中英/欧洲毫米波与太赫兹技术学术研讨会召开
    10月20日,为期三天的2008年中国—英国/欧洲毫米波与太赫兹技术学术研讨会在电子科技大学隆重召开。来自中英等国的近100名专家学者和会议代表齐聚我校,纵论毫米波与太赫兹的研究现状和发展趋势,探讨国际毫米波与太赫兹科学技术研究的重大科学问题和前沿进展。       本次会议由英国伦敦皇家协会和中国国家留学基金委发起,由电子科技大学主办。会议同时得到了IEEE的相关技术支持。会议旨在加强毫米波与太赫兹在相关研究领域的技术交流与合作,促进相关成果的转化和技术创新。会议主要议题包括对太赫兹源以及太赫兹的传输发射、模式转换、无线技术的相关研究的研讨和对毫米波与太赫兹的相关技术应用的交流。  会议主席由电子科技大学副校长熊彩东、伦敦大学玛丽女王学院陈晓东教授共同担任,电子科技大学刘盛纲院士担任大会国际顾问委员会主席。     熊彩东副校长代表电子科技大学对会议的召开表示热烈祝贺。他说,此次会议汇集了中英以及欧洲等国在毫米波和太赫兹研究领域的许多专家,会议的召开对推进电子科技大学在毫米波和太赫兹领域的研究以及促进中英和欧洲各国在毫米波和太赫兹研究领域的发展提供了很好的平台。  刘盛纲院士表示,太赫兹技术是当前科学界的一个前沿研究领域,由于其潜在的巨大科学价值和应用价值,现已受到世界各国的高度重视。此次会议的召开对促进中英两国以及中欧各国在毫米波与太赫兹相关领域的交流和合作,加快该领域的科学研究发展、人才交流、培养和科技成果转化将有重要意义。刘院士介绍了电子科技大学在太赫兹领域的研究成果,并希望他们能尽情感受成都,了解成电。  在本次会议上,电子科技大学刘盛纲院士、英国斯特拉斯克莱德大学艾伦菲尔普斯教授等8位毫米波与太赫兹研究领域的专家分别围绕太赫兹科学技术的最新研究进展、发展趋势、应用前景等做了特邀报告。另有40多名专家学者还以口头报告和张贴报告等形式汇报了其在毫米波和太赫兹领域的研究进展和最新探索。本次会议采取了报告和研讨相结合的交流方式,共收到论文50余篇,论文内容涵盖毫米波与太赫兹相关理论及技术应用、前沿研究和学科前景等,反映了当前毫米波和太赫兹领域的最新研究与最新成果。  会议期间,与会专家们参观了电子科技大学物电学院工艺实验室等相关研究机构。  据了解,太赫兹(Terahertz,简称THz)波是指频率在(0.1-10)THz (1THz=1012 Hz, 或波长为30微米-3毫米)范围内的电磁波。它的频谱极宽,覆盖了各种包括凝聚态物质和生物大分子在内的转动和集体振动频率。因此,THz科学技术有很重要的学术研究价值,在国民经济和国防建设领域有着极其重要的应用前景。  从1992年开始,刘盛纲院士就指出在我国发展太赫兹科学技术的必要性和紧迫性,并坚持不懈地为推动我国太赫兹科学技术的发展而努力。2005年11月,受国家科技部、中国科学院、自然科学基金委员会共同委托,刘盛纲院士作为会议执行主席主持召开了以“太赫兹科学技术的新发展”为主题的第270次香山科学会议,这次会议是我国太赫兹研究发展的一个里程碑,标志着我国太赫兹科学技术的起步。目前刘盛纲院士是中国电子学会太赫兹专家委员会主任,是公认的我国太赫兹科学研究的倡导人、学术带头人和学术领导人。
  • 微波毫米波捷变频信号发生器问世 解决“卡脖子”难题
    日前,203所研制成功微波毫米波高速捷变频信号发生器,频率范围覆盖10MHz~67GHz,频率捷变速度和幅度捷变速度小于95纳秒,总体技术指标达到了国外同类产品的先进水平。  目前国内外的通用捷变频频率源,一般只有频率捷变的功能,频率捷变时间在200纳秒左右,具有简单的调频、调幅功能。而国外严格限制我国引进宽带捷变频频率合成器产品,且该类产品价格昂贵。该项目的研制成功,对打破国外的技术垄断和封锁,实现国产化具有重要作用。  该产品突破了高速宽带频率捷变、高速功率捷变、精确时序同步等关键技术,利用高速数字器件和现代数字信号处理技术,产生宽带高速捷变基带信号,不仅可以快速产生低杂波、低相噪的单频信号,而且可以产生宽带线性调频信号和矢量信号。该产品综合指标较好,在实现宽带频率捷变的同时,保持信号的低杂波、低相噪等特性,可广泛用于雷达探测、电子对抗、导航定位、精确制导等测试,具有良好的经济效益和社会效益。  随着《中国制造2025》的全面实施,203所作为一家以计量测试技术为基础的研究所,正加大基础技术领域产品的研发力度,解决“卡脖子”的难题,增强我国军工产业发展的后劲。据课题负责人李宏宇介绍道,203所具有良好的频率合成技术基础,又经过近10年潜心钻研,203所频率合成技术水平不断提高,在捷变频率合成、低噪声频率合成、相噪可调频率合成、宽带复杂调制频率合成等频率合成技术方面形成了自己的专业特色和特长。今后203所将继续紧跟频率合成技术发展趋势,持续提高频率合成技术水平,开发出更多有特色高水平满足市场需求的频率源产品,走特色化、差异化产品开发之路。测试场景
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