太赫兹新材料与前沿技术
- 太赫兹源的产生，与物质的相互作用
- 材料体系的太赫兹电磁响应性质，太赫兹波束调控技术
- 太赫兹技术在成像和通信方面的应用 30%平时成绩，30%专题研讨，40%课程研究报告
Lecture1 绪论
5G通信的频率范围：sub6GHz FR2(10-20GHz)
毫米波的频率范围：30G-300GHz 太赫兹频率的范围：100GHz - 10THz
毫米波\(\rightarrow\)太赫兹\(\rightarrow\)红外线
成像：\(\underline{分辨率}\)
电子学和光子学的重叠区
太赫兹辐射的特点
穿透性：对于大部分介质材料，非极性液体具有良好的穿透性，波长\(>>\)空气的悬浮物，散射远小于光频和红外频段的电磁辐射
金属：强反射（微波找到金属板上：强反射） 水：强吸收（极性液体） 墙体：可以穿透过
安全性：光子能量只有毫电子伏特，不会引起电离反应，不会像X射线一样（keV)；安检仪器(探测金属)
光谱分辨的本领：大量的分子，尤其有机分子，其振动和转动跃迁引起的特征吸收峰很多处于THz频段，即生物分子的”指纹吸收峰“
相较于微波，其频率高，波长短，传输方向性好，作为通信载体时信息容量大，应用于成像时，空间分辨率更高！
Photonic THz Transmitter & Electronic THz Receiver
太赫兹技术的发展历程
10w篇文献，分布在近50年
THz Gap：微波和红外线之间的研究空白，$Very Limited Tech Enablers $
20年代70年代：研究了Si和GaAs当中的光电导开关过程，脉冲宽度为ps
90年代：光电导天线和飞秒激光技术的发展，太赫兹脉冲辐射的产生技术相对成熟
95年：uW量级 混频技术 量子级联技术和真空电子学的太赫兹辐射源
2002年：量子级联技术：液氮温度，4.4THz量子级联激光输出
基于真空电子学的太赫兹辐射源，比如自由电子激光器，电子回旋管，BWO
太赫兹光谱仪，成像仪，矢网扩频设备等（信息大楼一楼的暗室）
研究方向的分类与应用方向
辐射源、探测器、功能器件
安检成像 无线通信 生化检测
新型太赫兹材料
太赫兹透明材料，石墨烯材料，液晶材料，铁氧体材料，电磁超材料等在THz频段具有新颖的电磁性质
吸波器 移相器 滤波器 极化调控等