中国激光 2019年第06期杂志 文档列表

中国激光杂志“太赫兹科学与技术”专题

“太赫兹科学与技术”专题前言1-2

作者：韩家广; 朱亦鸣; 张雅鑫 单位：中国光机电专业委员会; 国际红外与太赫兹学会(IRMMW-THz)评奖委员会; 中国仪器仪表学会; 中国光学工程学会; 中国青年科技工作者协会; 中国电子学会太赫兹分会
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：在人类所了解的电磁波谱中,太赫兹波介于微波与红外光之间,其频率范围通常为0.1~10THz,对应波长3~0.03mm。作为非电离电磁波,太赫兹辐射处于宏观经典理论向微观量子理论的频域过渡区,兼备电子学和光子学的双重特征。近三十年来,太赫兹科学与技术蓬勃发展,无疑是一个非常活跃的研究领域。

应用于动态核极化核磁共振的太赫兹回旋管3-8

作者：宋韬; 王维; 刘頔威; 刘盛纲 单位：电子科技大学电子科学与工程学院太赫兹科学技术研究中心; 四川成都610054; 太赫兹科学技术教育部重点实验室; 四川成都610054
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：太赫兹波驱动的动态核极化核磁共振波谱技术能将信号灵敏度提高几个数量级,太赫兹回旋管可实现高功率输出,并有一定的频率调谐范围,符合核磁共振波谱系统对太赫兹辐射源的需求。介绍了应用于核磁共振波谱系统的频率可调太赫兹回旋管的发展,研究了多段式腔体结构以及频率可调太赫兹回旋管中工作电压和磁场与电子注质量的关系。在应用于动态核极化核磁共振的太赫兹频率可调回旋管工作时,多段式腔体结构明显优于传统三段式谐振腔。在设计太赫兹频率可调回旋管时,不仅要考虑改变工作电压或磁场导致的电子横纵速度比的变化,而且还要考虑改变工作电压或磁场导致的电子速度离散和引导中心半径离散的变化。

太赫兹光谱技术在生物医学检测中的定性与定量分析算法9-16

作者：彭滟; 施辰君; 朱亦鸣; 庄松林 单位：上海理工大学太赫兹技术创新研究院; 太赫兹光谱与影像技术协同创新中心; 上海市现代光学系统重点实验室; 上海200093
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：提出了两种有效混合物成分的定性与定量分析算法。针对混合物中每种成分太赫兹光谱已知的情况,提出了已知混合物成分光谱分析法,该方法具有步骤简单、样本需求量少的优点。而针对成分过多或部分成分光谱无法有效获得的情况,提出了未知混合物成分光谱分析法,该方法适用于多成分混合物,具有精度较高的优点,样本需求量多于已知混合物成分光谱分析法,但计算量相比传统算法大幅缩减。相关工作为生物医学领域中关键物质的识别和测量提供了新的思路和方法。

六氮五铌微测热辐射计太赫兹阵列探测芯片研究17-27

作者：涂学凑; 贾小氢; 康琳; 陈健; 吴培亨 单位：南京大学电子科学与工程学院超导电子学研究所; 江苏南京210093
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：太赫兹技术在安检成像等领域具有重要的应用前景,然而当前太赫兹技术应用面临高灵敏度太赫兹探测器缺乏的困难,因此开发检测灵敏度高、响应速度快、可室温工作、便于集成超大规模阵列的探测芯片具有重要科学意义和实际应用价值。太赫兹波段的微测热辐射计(microbolometer)阵列芯片和红外相机读出电路兼容,是最先实现太赫兹相机的芯片,成为研制太赫兹相机的主流。我们研制的Nb5N6 microbolometer阵列器件,由于可常温工作、工艺简单、检测灵敏度高、响应速度快、便于集成超大规模阵列,受到了国际科学界和工业界的关注。就Nb5N6 microbolometer太赫兹阵列探测芯片在设计制备过程中遇到的一些关键技术问题,如衬底干涉效应、高效耦合结构设计、低噪声读出电路设计、及焦平面阵列与读出电路的封装集成等,进行介绍和总结,为大规模太赫兹阵列探测芯片的设计与制备提供参考。

基于太赫兹半导体量子阱器件的光电表征技术及应用28-41

作者：谭智勇; 曹俊诚 单位：中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室; 上海200050; 中国科学院大学材料与光电研究中心; 北京100049
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：光电表征技术是太赫兹应用技术的重要基础,涵盖了太赫兹频段光电器件表征、光谱测量、光束改善以及通信和成像应用等多个方面,在太赫兹应用领域中发挥着重要作用。介绍了太赫兹频段两种半导体量子器件的工作原理和最新进展,综述了二者在太赫兹脉冲功率测量、探测器响应率标定等光电表征技术中的应用及其在太赫兹快速调制与探测、太赫兹扫描成像系统中的应用,最后介绍了太赫兹光电表征技术的改善,包括激光源光束质量改善和探测器有效探测面积的提高方法等,并给出了器件及表征技术的潜在应用。

太赫兹超导人工电磁超材料的研究进展42-49

作者：张彩虹; 吴敬波; 金飚兵 单位：南京大学电子科学与工程学院超导电子学研; 究所; 江苏南京210093
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：太赫兹人工电磁超材料一直存在损耗大、性能不佳和不可灵活调控等问题。超导材料的损耗极低,是太赫兹波段高性能功能器件的优选材料之一。介绍了太赫兹超导人工电磁超材料的发展,并详细总结了其低损耗的特性以及灵活调控的方法。结合太赫兹波段高性能功能器件的应用需求,分析了太赫兹功能器件的发展趋势、存在的问题以及所面临的关键科学问题。

太赫兹液晶可调谐功能器件50-63

作者：冀允允; 范飞; 于建平; 许士通; 程洁嵘; 王湘晖; 常胜江 单位：南开大学现代光学研究所; 天津300350; 天津光电子传感器与传感网络技术重点实验室; 天津300350; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室; 吉林长春130033
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：介绍了不同液晶材料在太赫兹(THz)波段的光学各向异性和外场调制特性。在此基础上,综述了几种基于液晶与人工电磁微结构相结合的THz功能器件,该器件可实现对THz波的调谐滤波、电磁诱导透明、相位调制以及偏振控制功能等;系统地分析了液晶与人工电磁微结构的相互作用机理、THz波长尺度下液晶的外场调控规律与表面相互作用。此外,还对THz液晶光子器件的研究发展趋势进行了展望。

太赫兹特殊光束的研究与应用64-78

作者：李鹤婷; 王新柯; 张岩 单位：首都师范大学物理系; 北京100048
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：太赫兹特殊光束具有独特的光场分布和衍射特性,在粒子操控、光学成像和光通信等众多领域都有着明显的发展优势。综述了近年来本课题组和其他科研团队在太赫兹特殊光束方面展开的部分研究,包括太赫兹贝塞尔光束、涡旋光束、艾里光束、瓶子光束和径向偏振光束,系统地阐述了这些光束的光场分布特征、衍射特性及其潜在应用前景,旨在探讨太赫兹特殊光束对未来太赫兹技术的推动作用。

基于倾斜波前技术的高能强场太赫兹辐射脉冲源79-97

作者：吴晓君; 郭丰玮; 马景龙; 欧阳琛; 王天泽; 张保龙; 王暄; 李尚卿; 孔德胤; 柴姝愫; 阮存军; 苗俊刚; 李玉同 单位：北京航空航天大学电子信息工程学院; 北京100083; 北京航空航天大学微波感知与安防应用北京市重点实验室; 北京100191; 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室(筹); 北京100190; 中国科学院大学物理科学学院; 北京100049; 松山湖材料实验室; 广东东莞523808
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：回顾了基于倾斜波前技术并利用飞秒激光抽运铌酸锂晶体产生高能强场太赫兹辐射脉冲源的研究背景和发展历程,系统地介绍了倾斜波前装置中各组成部分对太赫兹辐射脉冲的能量转化效率以及发射特性的影响,提出了利用这种技术产生mJ量级的超强太赫兹源的可能途径,展示了强太赫兹源的潜在应用价值。

太赫兹辐射的时域光谱单发探测98-109

作者：肖一; 白亚; 刘鹏 单位：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; 上海201800; 中国科学院大学材料与光电研究中心; 北京100049
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：随着大功率激光技术的发展,由其驱动产生的太赫兹辐射受到了广泛关注。然而,大功率激光装置的重复频率低,测量其产生的太赫兹辐射的难度较大。采用时域光谱单发探测技术可以克服这一探测难点,通过单次测量就能得到太赫兹辐射的电场波形信息。回顾了太赫兹辐射时域光谱单发探测的相关研究工作进展。根据频率-时间编码和空间-时间编码两种不同的原理,详细介绍了啁啾脉冲光谱编码探测和空间-时间编码探测等测量技术,并对各个测量技术的特点和参数进行了对比,最后对太赫兹辐射的单发探测作了总结和展望。

基于激光成丝的太赫兹时域光谱系统研究综述110-129

作者：徐强; 苏强; 鲁丹; 张楠; 张杨; 刘伟伟 单位：南开大学现代光学研究所; 天津300071
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是一种使用相干探测的频谱分析手段。THz-TDS系统集太赫兹波发射器与探测器于一体,通过相干探测,可以同时获取太赫兹脉冲的电场强度和相位信息,广泛用于生物、材料、安检等领域。超快激光成丝产生太赫兹波是当前产生宽频谱、高强度太赫兹辐射的一个重要途径。文章详细介绍了超快激光成丝辐射太赫兹波的主流物理机制以及增强、调控太赫兹波的主要方法,阐述了基于激光成丝的THz-TDS系统的探测原理和探测手段。

石墨烯太赫兹波段性质及石墨烯基太赫兹器件130-149

作者：周译玄; 黄媛媛; 靳延平; 姚泽瀚; 何川; 徐新龙 单位：西北大学物理学院光子学与光子技术研究所; 陕西省石墨烯联合实验室; 陕西西安710069
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：石墨烯在太赫兹波段的优异性质,使其在太赫兹源、太赫兹探测和太赫兹调控三个方面都具备广阔的应用前景。主要对石墨烯在太赫兹波段的性质及石墨烯基太赫兹器件的相关研究进行了综述,并对石墨烯在太赫兹波段的应用前景进行了展望。在石墨烯太赫兹波段性质方面,主要介绍了石墨烯的电导模型、静态和超快光谱响应特性,以及表面太赫兹波辐射特性。在石墨烯基太赫兹器件方面,主要综述了基于光、电、磁调控的太赫兹主动器件,石墨烯基超材料的太赫兹调制器,基于阻抗匹配的减反射调控器件,以及可调太赫兹源器件的最新研究进展。

基于有机光电材料的太赫兹波调制器件研究进展150-160

作者：张波; 和挺; 钟良; 汪国崔; 王维; 沈京玲 单位：首都师范大学物理系北京市太赫兹波谱与成像重点实验室; 太赫兹光电子学教育部重点实验室; 北京100048
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：有机光电材料具有制备成本低、加工难度小、易于工业化生产等特点,已经广泛应用于平板显示、照明、光伏电池等工业领域,近年来也广泛应用于太赫兹波动态调制的研究中。本研究主要综述了基于有机光电材料的太赫兹波调制器件的研究进展,分析了光调制及电调制两种调制方法的原理和优缺点,介绍了近几年来将有机光电材料应用于太赫兹波调制所取得的一系列科研成果。有机光电材料可以为实现太赫兹调制器件提供新的研究思路。

太赫兹辐照细胞生物学效应研究进展161-171

作者：谢鹏飞; 刘旭东; 孙怡雯 单位：深圳大学医学部生物医学工程学院; 医学超声关键技术国家-地方联合工程实验室; 广东省生物医学信息检测与超声成像重点实验室; 广东深圳518060
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：从成纤维细胞、上皮细胞、神经细胞、干细胞、淋巴细胞及生殖细胞几种常见的细胞系入手,详细阐述了太赫兹辐射对不同细胞的功能、蛋白表达及基因毒性等的影响。围绕辐照条件和响应机制,基于现有的细胞学研究成果,提出了针对太赫兹生物学研究及具体应用的建议。随着太赫兹理论在生物医学领域的不断发展和成熟,太赫兹技术必将对开创新型诊疗技术具有重要的意义。

应用于太赫兹成像的弧形多收多发阵列的设计方法172-178

作者：于洋; 乔灵博; 游燕; 赵自然 单位：清华大学工程物理系; 北京100084; 清华大学危爆物品扫描探测技术国家工程实验室; 北京100084
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：提出了基于等效阵列概念的弧形多收多发(MIMO)阵列的设计方法,依照该方法设计了一种50发60收的弧形MIMO阵列,并在太赫兹波段进行仿真分析。结果表明,所设计的弧形MIMO阵列的成像分辨率接近于理论极限;该弧形MIMO阵列与包含3000个收发同置天线的等效阵列相比,点扩展函数的主瓣宽度一致、旁瓣波峰波谷的位置一一对应,其等效性得到了验证;与传统直线MIMO阵列相比,弧形MIMO阵列的成像范围较大,其旁栅伪影得到明显抑制,这有利于获得更好的曲面目标侧面成像效果。

基于光栅结构太赫兹谐振器的醇水混合液检测179-185

作者：王鹏騛; 何明霞; 田震; 赵红卫 单位：天津大学精密仪器与光电子工程学院; 天津300072; 中国科学院上海应用物理研究所; 上海201800
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：利用基于柔性衬底的谐振器透射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统,对不同体积分数的乙醇-水混合液进行检测。随着乙醇体积分数增加,谐振频率出现蓝移,第二谐振峰的偏移量大于第一谐振峰的偏移量,最大偏移量达到52GHz,灵敏度约为100GHz/RIU。由于谐振器的柔性和极低的样品消耗(约20μL),这种方法使THz-TDS和太赫兹谐振器在生物领域的应用成为可能。

基于人工超表面/离子凝胶/石墨烯复合结构的太赫兹调幅器件186-194

作者：袁莹辉; 陈勰宇; 胡放荣; 熊显名; 张文涛; 韩家广 单位：桂林电子科技大学电子工程与自动化学院; 广西桂林541000; 天津大学精密仪器与光电子工程学院太赫兹研究中心; 天津300072; 广西光电信息处理重点实验室; 广西桂林541000
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：设计并制备了基于人工超表面/离子凝胶/石墨烯复合结构的太赫兹调幅器件,并对其调制效果进行了模拟仿真和实验验证。该器件以嵌在石墨烯和超表面之间的离子凝胶为电解质,以石墨烯为主动材料,用超表面实现太赫兹波与石墨烯相互作用的增强。通过外加偏压调节石墨烯的电导率,进而达到对太赫兹波的主动控制。结果表明:该器件在较小的外加偏压下就可以在谐振频率处实现73%的调制深度,并且在调制过程中谐振频率几乎保持不变。该器件为小电压下的大幅度太赫兹调制提供了一种新手段。

左旋多巴宽频太赫兹光谱研究195-202

作者：朱中杰; 任冠华; 成超; 吴志鹏; 张建兵; 韩家广; 赵红卫 单位：中国科学院上海应用物理研究所; 上海201800; 中国科学院大学; 北京100049; 中国科学院上海高等研究院; 上海201210; 天津大学; 天津300072
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：利用空气等离子体太赫兹时域光谱系统,获得了0.5~14.5THz范围内左旋多巴(L-DOPA)的特征指纹谱,并研究了吸收光谱随温度的变化效应。利用密度泛函理论计算L-DOPA的晶胞结构,并对太赫兹振动光谱进行了分析。结果表明:L-DOPA在太赫兹波段的吸收峰对应于不同的集体振动和分子局域振动,其中分子的集体振动在整个太赫兹波段分布较广,且苯环和分子侧链表现出不同的振动特点,这些结构振动特异性与分子构象以及分子间氢键的相互作用密切相关。

熔石英激光诱导损伤的太赫兹检测203-209

作者：施卫; 尚小燕; 苏俊宏; 董陈岗 单位：西安理工大学理学院; 陕西西安710054; 西安工业大学光电工程学院; 陕西西安710021
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：基于透射式太赫兹时域光谱系统,对熔石英在不同能量激光诱导损伤与未损伤区域进行检测,获得其时域光谱及0.8-1.25 THz频谱图,分析了峰峰值、振幅、透射谱、折射率及吸收系数,结果表明.损伤区域与未损伤区域相比,其峰峰值、振幅、透射谱、折射率明显减小,且随着激光诱导能量的增加,损伤面积增大,这些参数也逐渐减小;吸收系数呈相反的变化趋势。因此,可利用熔石英太赫兹波段光学特性的变化,对其激光诱导损伤和损伤程度进行识别,为太赫兹时域光谱技术在激光诱导损伤识别分析中的应用做良好的铺垫。

激光偏振态对光纤型太赫兹时域光谱仪的影响210-215

作者：冯美琦; 孙青; 邓玉强; 丁晴; 李超辰; 赵昆 单位：中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室; 北京102249; 中国计量科学研究院光学与激光计量科学研究所; 北京100029; 中国标准化研究院资源与环境分院; 北京100191
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：采用光纤飞秒激光器与光纤耦合型太赫兹光电导天线相结合的方案,设计并研制了光纤型太赫兹时域光谱系统。通过实验研究了激光偏振态对太赫兹时域波形、强度以及光谱特性的影响,通过对飞秒激光偏振态的精确控制与优化,消除了时域脉冲分裂现象,获得了高信噪比的单脉冲太赫兹时域波形。

宽频段太赫兹辐射计高吸收率涂层的特性216-221

作者：方波; 戚岑科; 邓玉强; 高艳姣; 蔡晋辉; 颜志刚; 夏民荣 单位：中国计量大学计量测试工程学院; 浙江杭州310018; 中国计量科学研究院光学所; 北京100029; 上海理工大学光电信息与计算机工程学院; 上海200093; 杭州大华仪器制造有限公司; 浙江杭州310018
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：为了对宽频段高吸收率太赫兹辐射计的特性进行表征,研究了吸收涂层材料的特性;对常见的吸波材料在太赫兹波段的吸收率进行仿真,探寻在太赫兹波段具有高吸收率的材料;将碳化硅与3M黑漆进行混合,以进一步提高涂层的吸收率,并通过仿真调整涂层内碳化硅颗粒的尺寸;根据仿真结果制备混合涂层,利用太赫兹时域光谱仪对混合涂层样品进行测量。结果表明:该混合涂层样品的光谱吸收率大于0.99,与仿真结果基本吻合。

基于光丝阵列的太赫兹辐射增强方法222-226

作者：鲁丹; 苏强; 齐鹏飞; 徐强; 张楠; 林列; 刘伟伟 单位：南开大学现代光学研究所; 天津300071
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：基于飞秒激光光丝阵列,从实验上实现了太赫兹(THz)辐射的增强。结果表明,使用阶跃型相位板产生光丝阵列,在相同飞秒脉冲能量下,相比于单光丝情况,光丝阵列辐射THz信号强度被增强,且THz信号强度与光丝数目成正比。当入射能量为5.8mJ时,8根光丝时辐射的THz能量为31.73nJ,辐射效率为5.47×10^-6。所提方法有望解决飞秒激光辐射THz过程中的能量饱和问题。

190GHz大功率输出平衡式二倍频器227-230

作者：徐鹏; 杨大宝; 张立森; 梁士雄; 宋旭波; 顾国栋; 吕元杰; 冯志红 单位：中国电子科技集团公司第十三研究所; 河北石家庄050051; 专用集成电路重点实验室; 河北石家庄050051
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：基于反向串联型砷化镓平面肖特基容性二极管,采用平衡式二倍频结构,研制出了一种190GHz大功率输出二倍频器。使用三维电磁场与非线性谐波平衡联合的方法进行了仿真,并根据仿真结果完成了倍频器的加工、装配和测试。倍频器在182~196GHz输出频率范围内的倍频效率可达8%以上;当输出频率为187GHz时,倍频效率和输出功率可分别达到15.4%和85mW。

太赫兹超材料吸收器的完美吸收条件与吸收特性231-236

作者：崔子健; 王玥; 朱冬颖; 岳莉莎; 陈素果 单位：哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室; 黑龙江哈尔滨150080; 西安理工大学理学院; 陕西西安710048
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：提出了一种复合结构三频带太赫兹超材料吸收器,其对特定频率的入射太赫兹波呈现出完全吸收的特性。设计的超材料吸收器在入射角度达到50°时仍能保持良好的吸收特性。利用干涉理论分析了完美吸收发生的条件以及介质层介电常数对吸收频率的影响。进一步利用传输线理论结合干涉理论,分析了耶路撒冷十字短边长度对吸收特性的影响,结果表明:随着短边长度增加,吸收峰发生红移。实验结果与仿真、干涉理论、传输线理论中得到的结果吻合得较好,为今后超材料吸收器的设计提供了指导。

长距离太赫兹无衍射波束的产生237-243

作者：吴巧; 项飞荻; 黄倩; 杨振刚; 刘劲松; 王可嘉 单位：华中科技大学武汉光电国家研究中心; 湖北武汉430074; 华中科技大学光学与电子信息学院; 湖北武汉430074
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：提出一种轴棱锥-透镜-轴棱锥的相位透镜组结构,对该结构进行理论分析和模拟仿真计算,并采用快速三维打印技术制备的轴棱锥进行实验验证,获得无衍射长度接近1000mm的太赫兹贝塞尔波束。该波束的无衍射区域不再紧贴轴棱锥,而是具有约100mm的投送距离。该研究结果可促进太赫兹贝塞尔波束在大景深成像方面的应用。

4种三维打印材料的太赫兹光谱特性检测与分析244-250

作者：李帅; 赵国忠; 郭姣艳 单位：首都师范大学物理系; 北京100048; 北京市太赫兹波谱与成像重点实验室; 北京100048; 北京市成像理论与技术高精尖创新中心; 北京100048; 太赫兹光电子学教育部重点实验室; 北京100048
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：对常用的4种三维(3D)打印材料进行了太赫兹光谱检测与分析。实验结果表明:4种3D打印材料在0.20~2.60THz范围内差异明显,其中3D打印聚碳酸酯材料对太赫兹光的透过率最高;4种材料的折射率在1.45~1.65之间,光敏树脂的折射率最大,在1.62左右;4种材料的介电常数实部在2.20~2.75之间,虚部在0.05~0.35之间;从吸收谱上看,4种材料都没有吸收峰并且吸收较小。该研究为利用3D打印材料制作太赫兹器件的材料选取提供了重要的参考。

离轴涡旋光束诱导空气等离子体产生太赫兹波251-259

作者：蒋广通; 张亮亮; 吴同; 张存林 单位：首都师范大学物理系太赫兹光电子教育部重点实验室; 北京太赫兹光谱与成像重点实验室; 北京成像技术高精尖创新中心; 北京100048; 北京理工大学光电学院精密光电测量仪器和技术北京市重点实验室; 北京100081
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：使用涡旋光束代替高斯光束作为产生光源,研究了涡旋光束产生太赫兹波的过程。探究了具有不同拓扑荷数的涡旋光束在产生太赫兹波时的差异,相位奇点的位置对产生太赫兹波的影响,不同脉冲强度和激光波长下涡旋光束产生的太赫兹波能量、频谱和偏振的变化。结果表明,产生的太赫兹波强度会随涡旋光束拓扑荷数的变化而变化,并且与涡旋中心的位置密切相关。涡旋光束所产生的太赫兹波随脉冲强度和激光波长的变化趋势与高斯光束一致。高斯光束与涡旋光束产生的太赫兹波在频谱和偏振上的变化趋势一致。

大能量磷酸钛氧钾太赫兹参量源260-265

作者：贾晨阳; 张行愚; 丛振华; 秦增光; 刘兆军; 陈晓寒; 臧婕; 李圆; 高飞龙; 焦月; 王伟涛; 张少军 单位：山东大学信息科学与工程学院山东省激光技术与应用重点实验室; 山东青岛266237; 山东省科学院激光研究所; 山东济南250014; 山东大学晶体材料国家重点实验室; 山东济南250100
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：使用磷酸钛氧钾(KTiOPO4,KTP)晶体,采用斯托克斯参量振荡器与太赫兹波表面垂直出射的斯托克斯参量放大器相结合的实验方案,获得了大能量的太赫兹波输出。抽运源是调Q脉冲激光器,输出波长为1064.2nm,脉宽为7.5ns,脉冲重复频率为1Hz。斯托克斯光波长为1086.2nm,抽运光与斯托克斯光的夹角为4.4°,太赫兹波频率为5.7THz。抽运光路上的延时装置可以保证抽运光脉冲与待放大斯托克斯光脉冲有很好的时间重合性。当抽运光脉冲能量为770mJ、待放大斯托克斯光脉冲能量为16.8mJ时,放大后斯托克斯光脉冲能量为185.4mJ,太赫兹波脉冲能量最大为6.4μJ。

基于波前倾斜的太赫兹单次测量研究266-271

作者：杨磊; 侯磊; 张利昊; 施卫 单位：西安理工大学陕西省超快光电技术与太赫兹科学重点实验室; 陕西西安710048
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：太赫兹单次测量技术可以对一些超快不可逆过程进行快速测量,在蛋白质变性、核爆模拟分析等领域具有广阔的应用前景。从飞秒激光放大器发出的光脉冲分成两束并分别经过两块光栅产生波前倾斜,一束作为抽运光激发铌酸锂晶体,基于光整流效应产生高功率太赫兹波;另一束作为探测光,采用正交平衡探测法探测。利用该光路产生太赫兹脉冲并对其进行单次测量,系统的时间窗口为16.8ps,频谱范围覆盖0.1~1.6THz。

太赫兹线阵快速扫描成像272-277

作者：王彪; 王新柯; 俞跃; 张岩 单位：首都师范大学物理系; 北京100048; 中国特种设备检测研究院; 北京100029
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：采用0.3THz辐射源和线阵探测器,搭建了太赫兹线阵扫描成像系统。该成像系统完成100mm×100mm区域的测量仅需1min,成像分辨率可达1.5mm,可以准确识别聚乙烯样品和水管中预埋的缺陷,高精度定位隐藏在信封内的剪刀和小刀。研究结果表明,该成像技术可以快速检测隐蔽物,在无损探伤和安全检查领域具有一定的实用价值。

基于层叠结构的双波段太赫兹超材料增透膜设计278-284

作者：乔楠; 延凤平; 王伟; 谭思宇; 李广森 单位：北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室; 北京100044
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：设计了一种双波段太赫兹超材料增透膜结构,该增透膜采用层叠结构,即由两层金属-聚合物构成。通过数值计算得到了两层金属-聚合物结构金属表面的电场分布,分析了两波段超低反射产生的机理,并通过优化聚合物层的厚度与金属单元结构的尺寸,实现了在0.471THz和1.560THz两个频点处的超低反射,反射率最低分别为0.0028和0.0025,反射率在10%以内的带宽分别为0.26THz和0.21THz。研究结果为实现多波段太赫兹超材料增透膜应用提供了参考。

针对隐藏目标检测的太赫兹波站开式全极化全息雷达成像实验285-294

作者：经文; 安健飞; 江舸; 成彬彬; 张健 单位：中国工程物理研究院电子工程研究所; 四川绵阳621999
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：将全极化信息引入站开式全息成像系统中,设计了一种频率为0.14GHz的全极化宽带雷达,并基于该系统完成了隐藏目标检测的太赫兹波站开式全极化全息成像实验。利用极化目标分解方法,分析了隐藏目标的低熵极化散射,研究了在不同角度照射下的平均极化散射机制。实验结果表明:在0.14THz频段下,典型衣物材料的遮挡会改变背景杂波的散斑样式,但对强散射回波目标的极化散射影响很小;人造目标的极化散射熵较背景杂波更小;模型手枪的主要散射机理为光滑表面对应的低熵表面散射,其中套筒上的斜纹包含了低熵多次散射,这是该目标交叉极化回波的主要来源。

基于狄拉克半金属宽带的可调谐太赫兹偏振器295-302

作者：田元仕; 郭晓涵; 戴林林; 张会云; 张玉萍 单位：山东科技大学电子信息工程学院; 青岛市太赫兹技术重点实验室; 青岛266590
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：提出了一种基于狄拉克半金属超材料的双开口环结构的宽带偏振器,研究了狄拉克半金属费米能级以及中间介质厚度对偏振转换性能的影响。结果表明:当中间介质厚度为22μm,费米能级为70meV时,在1.44THz和1.95THz两个谐振频率处,偏振转换效率为100%;当中间介质厚度为22μm时,随着狄拉克半金属费米能级从64meV增加到70meV,高低两个谐振峰均产生蓝移;当狄拉克半金属费米能级为70meV时,随着基底介质厚度从19μm增加到22μm,低频处的谐振峰未移动,高频率点处的谐振峰红移。

基于双复合结构层的宽带太赫兹超材料吸收体303-309

作者：白晋军; 葛梅兰; 邢海英; 孙晓东; 赵军发; 常胜江 单位：天津工业大学电子与信息工程学院天津市光电检测技术与系统重点实验室; 天津300387; 南开大学现代光学研究所; 天津300071
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：提出了一种基于双复合结构层(CSLs)的宽带太赫兹超材料吸收体,其中复合结构层I由4个不同的圆环金属结构组成,复合结构层II由4个不同的方形金属结构组成。采用时域有限差分法详细研究和讨论了吸收体的吸收谱线、磁场能量分布、表面电流分布,以及偏振角度和入射角度对吸收的影响。结果表明:该吸收体能够有效抑制高阶共振峰,特别是当太赫兹波正入射时,吸收率大于90%的吸收带宽可达0.722THz,中心频率为2.041THz。

单片集成430GHz三倍频器的设计及测试310-315

作者：杨大宝; 邢东; 梁士雄; 张立森; 徐鹏; 冯志红 单位：中国电子科技集团公司第十三研究所; 河北石家庄050051; 专用集成电路部级重点实验室; 河北石家庄050051
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：通过单片集成的方法,将工作于太赫兹频段(430GHz)的三倍频器的各个功能电路集成在厚度为12μm的砷化镓薄膜单片上,设计、制造太赫兹三倍频集成电路单片。单片结构采用一对反向并联连接的肖特基二极管,构成串联平衡式电路,电路不需要外加偏置电压。平衡式电路只产生奇数次谐波,简化了电路分析和优化过程。电路设计采用三维电磁仿真软件与谐波非线性仿真软件联合仿真场路的方法,准确模拟单片电路的射频特性。将单片电路安装在中间剖开的波导腔体内制成三倍频器进行测试,在430GHz处测得输出功率为215.7μW,效率为4.3%。

超分辨太赫兹波频谱仪系统316-321

作者：魏白光; 袁慧; 赵跃进; 张存林 单位：吉林化工学院教务处; 吉林吉林132022; Physikalisches; Institut; Johann; Wolfgang; Goethe-Universitat; Frankfurt; am; Main; 60438; 北京理工大学光电学院北京市精密光电测试仪器及技术重点实验室; 北京100081; 首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室; 北京100048
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：基于光学干涉理论,提出了一种超分辨太赫兹波频谱仪系统。干涉系统采用的是自主研制的宽带氮化镓阵列探测器,用于信号的多点同时探测。所提出的太赫兹波频谱仪具有较高的精度,可实现超分辨。利用阵列探测器得到的二维强度分布,可以测定待测光源的光束质量。利用倍频链发射源产生的470~720GHz连续太赫兹波对频谱仪进行验证。在75mm探测距离下,频谱仪的频谱分辨率为100MHz,测量精度为0.1%,该精度是相同探测距离下分辨极限及精度的20倍。

亚太赫兹频段介电性能的共面波导测量322-328

作者：许吉; 苏江涛; 刘来君; 汪洁; 贺永宁; 李永东; 王领航; 王大威 单位：杭州电子科技大学射频电路与系统教育部重点实验室; 浙江杭州310018; 西安交通大学微电子学院金属材料强度国家重点实验室; 陕西西安710049; 桂林理工大学材料科学与工程学院; 广西桂林541004; 西安交通大学电子与信息工程学院; 陕西西安710049; 西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室; 陕西西安710049; 西安交通大学电子与信息工程学院电子陶瓷与器件教育部重点实验室; 国际电介质研究中心; 陕西西安710049
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：利用共面波导的S参数建立了一种计算亚太赫兹频率下材料介电常数实部和虚部的模型,并给出了该模型的详细推导过程和应用实例。基于该模型,利用测试得到的共面波导的S参数计算了200GHz下衬底材料的介电常数,计算值与理论结果相符。建立的模型可广泛应用于各类材料在亚太赫兹频段介电性能的表征。

微流控-超材料集成多带太赫兹传感器329-335

作者：张赟佳; 王少飞; 钟高超; 韩森; 王培; 银珊 单位：桂林电子科技大学电子工程与自动化学院; 广西桂林541004; 玉林师范学院广西高校复杂系统优化与大数据处理重点实验室; 广西玉林310027; 桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室; 广西桂林541004
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：设计了一种新型的微流控-超材料集成多带太赫兹传感器。模拟了该传感器在探测不同摩尔分数乙醇水溶液时的反射谱。结果表明,随着乙醇摩尔分数的升高,反射谱中四个共振峰的反射率逐渐减小,而峰位逐渐蓝移。分析了传感器共振峰的频率和反射率与乙醇摩尔分数的定量关系,并将其应用于乙醇水溶液的摩尔分数检测中。利用高频处的三个共振峰进行摩尔分数预测,其预测结果误差小于1%。以上结果有助于促进太赫兹时域光谱技术在快速、微量和实时的物质鉴定和生物传感中的应用。

基于差分-主成分分析-支持向量机的有机化合物太赫兹吸收光谱识别方法336-343

作者：刘俊秀; 杜彬; 邓玉强; 张建文; 祝海江 单位：北京化工大学信息科学与技术学院; 北京100029; 中国计量科学研究院光学所; 北京100029; 北京化工大学化学工程学院; 北京100029
期刊：《中国激光》2019年第06期
摘要：针对有机化合物的太赫兹时域光谱数据,提出了一种基于差分-主成分分析(PCA)-支持向量机(SVM)的有机化合物识别方法。基于物质样本的太赫兹时域信号计算得到太赫兹吸收光谱,对0.2~2.5THz频率区间内的数据进行特征提取。在特征提取中,提出了基于差分数据的样本容量扩充方法,并结合PCA进行了特征的提取。利用SVM建立了提取的特征与物质类别对应关系的数学模型,并根据建立的模型对未知样本进行了识别研究。利用所提方法对15种有机化合物的太赫兹光谱数据进行了识别,正确识别率为93.33%。将所提方法与线性判别分析法及吸收峰频率-幅值法进行了对比,结果表明基于差分-PCA-SVM的有机化合物识别方法的正确识别率最高。