江苏大学物理与电子工程学院，江苏镇江 212000
太赫兹技术被称为“改变未来世界十大技术之一”，对基础科学研究、国民经济发展和**建设具有重要意义，尤其在未来 6G通信方面举足轻重。太赫兹波源是整个太赫兹技术研究的基础，也是太赫兹应用系统的核心部件。近年来，共振隧穿二极管 (RTD)型太赫兹波源因体积小，质量轻，易于集成，室温工作，功耗低等特点受到广泛关注，为太赫兹波推广应用开辟了新的途径。通过文献分析，本文从器件材料技术、主要工艺及器件性能等方面对 InP基与 GaN基 RTD太赫兹振荡器的发展进行评述，并探讨了 InP基与 GaN基 RTD太赫兹振荡器件的研究方向。
共振隧穿二级管 太赫兹波源 磷化铟 氮化镓 Resonant Tunneling Diode terahertz source indium phosphide gallium nitride 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 579
光子学报
2023, 52(10): 1052410
王天武 1,2,3,4,5,*张凯 1,2魏文寅 1,2李洪波 1,2,3,4,5[ ... ]吴一戎 1,2,3,4,5
1 广东大湾区空天信息研究院，广东 广州 510700
2 广东省太赫兹量子电磁学重点实验室，广东 广州 510700
3 中国科学院电磁辐射与传感技术重点实验室，北京 100190
4 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100101
5 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
强场太赫兹波具有高的峰值功率，相应地，其电磁场分量强度也很大。当强场太赫兹辐照物质表面时，会诱发一系列新奇的反常变化，受到人们的广泛关注。本文首先介绍了常见的一些强场太赫兹发射源，如光电导天线、光学整流晶体、超材料等，随后介绍了强场太赫兹技术在物态调控方面的一些典型应用，主要包括强场驱动热载流子运动、相干电子或声子调控、强场自旋电子学、太赫兹荧光发射、太赫兹克尔效应、生物医学等。
超快光学 强场太赫兹源 强场太赫兹调控 太赫兹应用 中国激光
2023, 50(17): 1714011
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
最新的实验研究表明通过激光激发液体诱导等离子体可产生宽带太赫兹波, 且液体作为太赫兹波辐射源具有独特的性质。液体具有与固体相当的物质密度, 激光在一定区域内与分子的相互作用比气体多三个数量级; 而与固体相比, 液体的流动性使得每一个激光脉冲可与目标物液体靶的新区域相互作用。这些特性使得液体在高能量密度等离子体的研究中具有广阔的前景, 甚至有可能成为下一代太赫兹波辐射源。本文全面综述了液体的流体状态和种类、激光入射位置和角度、脉冲持续时间以及脉冲能量等因素对产生太赫兹波的影响。
非线性光学 太赫兹波源 液体 等离子体 光致电离 nonlinear optics terahertz source liquid plasma laser-induce ionization
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 西安理工大学 理学院，陕西 西安 710048
光电导太赫兹源（Photo-Conductive Antenna，PCA）已广泛用于太赫兹时域光谱系统（THz-TDS）。在THz-TDS系统中，处于偏置状态的PCA被飞秒激光触发因光生载流子，在偏置电场下的加速运动而向自由空间辐射太赫兹波，同时在PCA偏置回路中形成脉冲电流。通常给PCA加载偏置电压的回路有不同结构的电路设计，导致PCA装架的基板回路不可避免地存在一定电感，由此引起的电磁惯性会显著影响回路中脉冲电流的脉宽，电流脉冲的脉宽会随回路电感的增大而展宽。那么PCA回路电感是否会影响PCA向自由空间辐射THz波的特性，这是设计PCA基板电路面临的问题所在。本文尝试在PCA回路中加入不同电感值的电感元件，通过实验测试了PCA辐射THz波的时域波形和频谱，结果表明，PCA回路电感的数值对PCA辐射THz波没有明显影响，从而对不同场合应用的PCA基板结构和电路设计提供了实验基础。
光电导太赫兹源 太赫兹辐射 电感 时域光谱 photo-conductive terahertz source terahertz radiation inductance the time-domain spectroscopy
1 中国科学院大学 微电子学院，北京 100039
2 中国科学院 空天信息创新研究院，北京 100094
返波振荡器是一种重要的真空电子学太赫兹源，具有高功率、高工作频率和宽带调谐等特点。为提高圆形电子注与光栅慢波结构的互作用，提出一种双电子注嵌入矩形光栅的慢波结构，使电子注与光栅表面电场更好地充分相互作用，从而提高互作用效率和输出功率。通过数值求解和仿真计算其色散特性，结果表明，相比于相同结构参数的普通矩形单栅，该结构可以实现更高的工作频率和耦合阻抗。利用CST 进行PIC 仿真，优化结构和电子注参数，最终得到工作频率501 GHz,10.6 W 的稳定输出。研究成果为设计0.5 THz 的返波管提供了理论指导。
注波互作用 返波管 矩形栅 太赫兹源 色散特性 慢波结构 beam wave interaction backward wave tube rectangular grating terahertz source dispersion characteristics slow wave system 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(1): 67
1 电子科技大学 电子科学与工程学院 太赫兹中心，四川 成都 610054
2 太赫兹技术教育部重点实验室，四川 成都 610054
3 电子科技大学微波电真空器件技术国家级重点实验室，四川 成都 610054
太赫兹波因其具有电子学与光子学的特性，所以在深空探测、无损检测、通信及安检等领域有巨大应用潜力。近些年，太赫兹技术的迅猛发展离不开太赫兹真空电子器件的不断进步。由于尺寸共度效应及电子束发射性能的限制，这类器件在迈向更高频段过程中遇到了不小的困难。针对这些问题，研究人员通过改良高频结构、控制加工精度、制备更优性能的材料、更精准的计算手段等一系列措施进行解决。本文介绍几种主流小型化太赫兹器件研究过程中的解决方案及最新进展，最后根据现阶段发展情况总结未来可能会遇到的问题及解决方法。
真空电子器件 大功率太赫兹辐射源 研究进展 vacuum electron device high power terahertz source research progress
1 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
2 国防知识产权局，北京 100088
发散角是太赫兹源光束特性的重要衡量指标，是太赫兹光学系统设计的重要参数。研究了太赫兹源发散角测量原理，设计了一种由精密弧形导轨、斩波器、狭缝组件、太赫兹高莱探测器、锁相放大器和计算机系统组成的测量装置，设计了一种由自准直仪、光学角规和CCD相机组成的发散角测量装置标定模块，对太赫兹肖特基倍频源和太赫兹雪崩固态源的发散角进行了测量。此外，对测量结果不确定度进行了评定，其不确定度水平达到
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=3.2%（
k=2）。太赫兹源发散角的准确测量为深空探测、战术通信、反隐身、战场隐蔽目标识别等领域提供了有力的支撑。
首都师范大学物理系超材料与器件北京市重点实验室, 北京 100048
为解决已有太赫兹(THz)表征系统对样品性质表征不够全面的问题,搭建了基于硒化镓(GaSe)晶体的宽谱THz系统,利用飞秒脉冲激光泵浦GaSe晶体,产生频谱范围为10~20 THz的宽谱THz波。搭建了迈克耳孙干涉仪对THz瞬态电场进行非相干表征,用该系统测量了尿嘧啶等三种生物样品的高频吸收谱,并通过密度泛函理论对生物分子的振动、转动情况进行了理论分析。测量结果与理论结果相吻合,证明了该系统可快速获取样品的高频信息,弥补了传统THz光谱系统在高频波段的信息缺失,为搭建高频THz时域光谱系统打下坚实的基础。
宽谱太赫兹源 差频效应 迈克耳孙干涉 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 073001
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
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。
太赫兹技术 石墨烯 调制器 太赫兹源 阻抗匹配 超材料
