Department of Physics, Beijing Key Laboratory for Metamaterials and Devices, Beijing Advanced Innovation Center for Imaging Theory and Technology, Capital Normal University, Beijing 100048, China
Frontiers of Optoelectronics
2021, 14(1): 4–36
1 The Institute of Optics, University of Rochester, Rochester, NY 14627, USA
2 State Key Laboratory of Industrial Control Technology, College of Control Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
3 The Beijing Advanced Innovation Center for Imaging Technology, Capital Normal University, Beijing 100037, China
Frontiers of Optoelectronics
2019, 12(2): 117–147
解放军理工大学 气象海洋学院, 江苏 南京 211101
THz波的频段范围(0.1~10 THz)及其特性使THz波具有较高的空间分辨率及大气参数灵敏性, 同时THz辐射在地球辐射平衡中的重要作用决定了其在大气探测领域有重大的研究价值和广阔的应用前景。介绍了THz技术在大气探测领域的应用现状, 重点分析介绍了THz波遥感探测大气水汽廓线、温度廓线、卷云的微物理参数及大气微量气体成分的原理、特性及存在的问题, 最后对THz波大气探测技术的研究提出几点建议和展望, 并指出了当前THz波大气探测技术的研究前沿和研究热点。
THz辐射 大气探测 温湿廓线 卷云 微量气体成分 THz radiation atmospheric sounding temperature and humidity profiles cirrus clouds trace gas 红外与激光工程
2016, 45(11): 1125001
1 中国科学技术大学 信息科学技术学院，安徽 合肥 230027
2 西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010
3 西南科技大学 理学院，四川 绵阳 621010
研究了GaAs工型偶极子光电导天线(PCA)结构参数对THz辐射特性的影响。首先利用DL(Drude-Lorentz)模型得到了光电导天线的电流解析解，结合时域有限差分(FDTD)进行半解析半数值仿真，有效地解决了纯解析解(通过光电流对时间求导数可以得到辐射的THz的相对强度)无法和PCA结构直接对应的仿真问题，也较直接全波FDTD方法计算效率高。接着，利用偶极子光电导天线的等效电路模型和等效源阻抗公式，结合实际的PCA参数，分别得到了PCA阻抗和源阻抗，说明了由于源阻抗很低，导致匹配效率较低。最后，综合考虑数值仿真结果和理论计算结果可证明，工型偶极子光电导天线的辐射效率会随着其长宽比的增加而相应增加，该结论与相关文献实测结果吻合，从而也验证了文中FDTD仿真结果、理论模型及计算结果的有效性。
太赫兹辐射 光电导天线结构参数 匹配效率 时域有限差分 德鲁德-洛伦兹模型 THz radiation PCA geometrical parameters match efficiency FDTD DL model
为了研究锑化铟(InSb)半导体材料光电导太赫兹辐射过程, 用数值计算方法分析材料内载流子迁移率和表面电流, 以及不同性质抽运激光器对太赫兹波近场强度的影响, 用宏观电磁场理论和微观半导体理论分析材料表面电流, 比较了InSb和GaAs材料的太赫兹波功率谱曲线。结果表明, InSb材料载流子弛豫时间越长, 载流子迁移率越大; 表面电流与载流子寿命和弛豫时间成正比; 宏观电磁场理论更适于分析表面电流; 抽运激光饱和能量密度越大, 太赫兹近场辐射强度越强; 抽运激光脉冲宽度越短, 太赫兹近场辐射强度越强; InSb光电导辐射太赫兹波功率比GaAs高。该结果为基于InSb光电导太赫兹辐射源的研究奠定了一定的基础。
激光物理 太赫兹辐射 锑化铟光电导 载流子迁移率 表面电流 飞秒脉冲抽运 laser physics THz radiation InSb photoconduction carrier migration rate surface current femtosecond pulse pump
巡航段热层目标的探测是未来空间目标探测系统的重要目标。首先对巡航段热层目标自身的THz 谱段辐射特性进行了理论分析，然后对可探测THz 谱段的大气透过特性进行了仿真，通过理论计算排除了宇宙背景THz 谱段辐射对天基探测的影响；最后结合目前THz 探测器的发展水平，重点对天基THz 技术探测巡航段热层目标的工程可行性进行了初步分析，并提出了可行的技术实现途径。
THz 技术 巡航段 热层目标 THz 辐射 THz technology cruise phase thermosphere target THz radiation
1 西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院电子工程研究所，四川 绵阳 621900
研究了小孔径螺旋型光电导天线的太赫兹辐射特性。利用太赫兹时域光谱技术测量了螺旋 型光导天线辐射的太赫兹波谱，得到了其时域发射光谱。通过快速傅里叶变换得到相应的频域光谱，同时对两 种不同孔径螺旋天线的太赫兹辐射特性进行了比较。 实验结果表明，太赫兹信号强度会随偏置电压的增大而增强； 在偏置电压和泵浦光功率相同的情况下，较小孔径的光导天线的辐射功率较高。
太赫兹辐射 光电导天线 时域光谱技术 低温生长砷化镓 THz radiation photoconductive antenna time-domain spectroscopy LT-GaAs
1 交通大学 电子物理系，中国 新竹 30010
2 Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Tomsk Russia
利用太赫兹时域光谱技术测量了掺硫硒化镓(GaSe1-xSx)晶体在太赫兹波段的光学参数，包括折射系数、吸收系数等。使用自由空间电光取样法获得了太赫兹电磁波的脉冲波形，对不同硫掺杂量的硒化镓晶体进行了研究，在硫的掺杂量为0, 0.01, 0.14, 0.26，0.37时，在0.2~2.0 THz测得了GaSe1-xSx的折射系数、吸收系数等光学参数。此外还在吸收光谱上观察到E′(2)和E″(2)两个声子振动模态，其强度与频率会随着硫的掺杂量而改变，且即使是微量的硫掺杂也会影响吸收光谱上的声子振动模态。最后，在相位匹配ee-e的条件下，模拟了利用锁模钛蓝宝石激光使此类晶体产生太赫兹辐射的可能性。
掺硫硒化镓晶体 太赫兹辐射 太赫兹时域光谱 sulfur-doped GaSe crystals THz radiation terahertz time-domain spectroscopy
中国科学院,上海应用物理研究所,上海,201800
上海应用物理研究所建造并调试了一台飞秒电子束装置.这台装置主要由一把S波段热阴极微波电子枪、一台alpha磁铁和一根SLAC型加速管组成.这台装置可以产生能量为 20～30 MeV,峰值电流为100 A,微束团长度为250 fs的电子束.这篇文章报道了这台装置的调试和电子束团参数的测量.
微波电子枪 飞秒电子束 THz辐射源 RF gun Femto-second electron beam THz radiation source
上海交通大学,物理系凝聚态光谱与光电子物理实验室,上海,200030
在实验上研究了探测光的偏振方向对ZnTe晶体THz探测的影响.在一周360°范围内,测量出现两次零值,角度间隔为180°,在两个零值之间的90°处出现不为零的小值,45°处不为最大值.将ZnTe晶体在THz辐射电脉冲作用下产生的电光效应等效于瞬间任意波片,用琼斯矩阵法模拟实验过程,结果表明除在900处出现零值外其余模拟结果与实验结果相符.用THz光子与横光学声子相互作用模型对此进行了定性解释.
红外物理 光学非线性 THz辐射 电光效应 ZnTe晶体 infrared physics optical nonlinear THz radiation electro-optic effect ZnTe crystal
