太赫兹科学与技术展望

《太赫兹科学与技术展望》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、太赫兹技术与应用专题2013－08－23收到太赫兹科学与技术展望†email：xi-cheng.zhang@rochester.edu1，2，†张希成DOI：10.7693/wl20131002(1华中科技大学武汉光电国家实验室武汉430074)(2TheInstituteofOptics，UniversityofRochester，Rochester，NewYork，USA)这篇文章以问答的形式表达了我个人对太赫Q：您那个时候如何获得太赫兹波？如何探测兹科学与技术发展前景的看法。这些问答是从它？我与“Nature”(《自然

2、》杂志)、“NaturePhoton-A：记得当我在Auston教授的实验室发现飞ics”(《自然光子学》杂志)、“Science”(《科秒激光脉冲从一个无偏压的半导体硅片激励出脉学》杂志)和英国广播公司等这些国际期刊和媒冲太赫兹波时，我非常兴奋。我们当时尝试过许体的近期访谈中选择出来的(下文中，Q代表国多我们身边能找到的材料，包括电介质、金属、际期刊和媒体记者的提问，A代表本文作者的纸巾、衣服、木材，以寻找新的产生太赫兹波的回答)。材料，并理解其中的物理现象。Q：您是如何对太赫兹研究产生兴趣的？Q：20世纪90年代，太赫兹

3、研究在技术上的A：我从1987年到1991年这4年一直在哥伦比瓶颈是什么？亚大学DavidAuston教授的小组里工作，他是太赫A：缺乏有效的太赫兹源是太赫兹在学术研究兹超快光子学领域的先驱者，并引导我涉入这个领领域中的制约，后来缺少价格低的太赫兹源是工业域的研究。太赫兹光谱学覆盖了从0.1到10THz之应用的主要问题。飞秒激光器产生太赫兹的传统方间的电磁光谱，与其他辐射形式相比，太赫兹还具法非常昂贵。半导体太赫兹源，尤其是量子级联激有光学频率以外的独特优点。一个单位的太赫兹光光器的发明奠定了太赫兹在工业上的应用基础。子能量

4、为一个单位的X光的光子能量的一百万分之Q：您认为什么时候世界认识到太赫兹研究的一，不会造成辐伤电离，因此被认为对身体是无害重要性？在那时有什么里程碑式的工作被报道吗？的。太赫兹也能穿透许多明显不透明的材料如硬纸A：我认为有两个里程碑：一个是在80年代板、纸、塑料和衣服，对于探查隐蔽的走私物品，末90年代初证实了通过使用超短激光脉冲产生脉如武器、爆炸物或者毒品，是非常理想的。冲太赫兹(GerardMourou，DavidAuston和DanielQ：当您1990年开始研究太赫兹时，您最感R.Grischkowsky首创)。20

5、02年，在欧洲的一个小兴趣的研究课题是什么？组证明了半导体量子级联激光器产生4.4THz的A：当我在Auston教授的小组工作时，有两波，这一研究被发表在Nature上。我是这篇文章种用脉冲激光器产生太赫兹波的方式，现在我们的审稿人之一，也是文章第一作者(Rüdeger仍在使用这些方法。一是光电导天线(Auston开Köhler)博士论文委员会成员。我认为这个研究打关)，二是光整流。后来我们发现，只要用脉冲激开了工业应用的大门。最近的许多研究和发展都光器产生瞬变电流或电偶极子，就能得到一个可是在这些里程碑之后。测的自由空间太

6、赫兹信号。我对太赫兹波的穿透Q：太赫兹成像和光谱经常被认为是X射线成能力很感兴趣。这个辐射的不足之一是它在空气像和红外光谱的补充技术，太赫兹光谱或成像提中不能远距离传输，因为空气中的水汽扮演着一供了什么类型的科学信息？个强的吸收体，这限制了该技术过去只能在数米A：是的，我喜欢把太赫兹技术作为X射线和范围内使用。红外技术的一个补充这个说法。对于某些材料，·42卷(2013年)10期·691·太赫兹技术与应用专题太赫兹比X射线或红外表现得更好。对于低对比A：运用空气光子学产生和探测太赫兹波。太度的材料，如低密度类型，太赫兹波成像

7、被证明赫兹空气光子学将空气作为太赫兹发射器和太赫比X射线图像有一个更好的对比度(幅度和相位)；兹传感器。通过非线性光学混合、等离子荧光或对一些光学上不透光的材料，如纸、塑料、布，声波，利用空气和激光引发空气等离子体来产生太赫兹穿透能力更好。这就是为什么现在许多机和探测太赫兹波。重点是在激光焦点附近形成的场使用毫米波成像，并继续向亚太赫兹或太赫兹等离子体是被用作太赫兹探测器。最近我的研究范围推进。某些材料(晶体或微晶)的分子或声子共小组发现，太赫兹波的振幅和相位信息能够影响振频率处于THz波段。激光产生的等离子紫外荧光强度。环

8、境空气的主Q：在您看来，当前太赫兹研究中的挑战性问要成分是氮气。在等离子的产生过程中，这些分题是什么？如，为太赫兹间隙建立桥梁，探索未开子被高强度的激光电离。等离子体中自由电子的发的研究领域，发展太赫兹设备或其他问题？分布和激发分子的数量都受到外电场的影响，经A：最近太赫兹源的研究已经取得