1 南京大学超导电子学研究所，江苏 南京 210023
2 网络通信与安全紫金山实验室，江苏 南京 211111
3 江苏亨通太赫兹技术有限公司，上海 200120
在自行搭建的双焦点太赫兹主动成像系统基础上，建立了与角度相关的拟合函数，并利用最小二乘拟合多项式的方法对拟合系数进行计算，成功将扫描轨迹的几何光学追迹计算过程简化成为二元函数计算。该系统为收发同路式像方旋转镜扫描。由于拟合自变量对太赫兹图像的影响很大，采用两种不同的拟合自变量进行计算，并且通过数值分析和成像结果分析比较两者的优劣。实验结果表明，当以旋转镜法向量的坐标分量作为拟合自变量时，计算扫描轨迹的速度减小至3 s/frame，且太赫兹图像非常准确。该系统实现了在约8 m处，50 cm×100 cm视场内达3 cm空间分辨率的快速精确成像。这为扫描式太赫兹快速成像系统提供了有价值的参考，对实时太赫兹安检、无损检测等领域有着实用意义。
成像系统 太赫兹主动成像 最小二乘拟合多项式法 拟合轨迹 快速成像 激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1211003
Author Affiliations
Abstract
1 Research Institute of Superconductor Electronics (RISE), School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 Jiangsu Hengtong Terahertz Technology Inc., Shanghai 200120, China
3 Purple Mountain Laboratories, Nanjing 211111, China
We simulate the measurements of an active bifocal terahertz imaging system to reproduce the ability of the system to detect the internal structure of foams having embedded defects. Angular spectrum theory and geometric optics tracing are used to calculate the incident and received electric fields of the system and the scattered light distribution of the measured object. The finite-element method is also used to calculate the scattering light distribution of the measured object for comparison with the geometric optics model. The simulations are consistent with the measurements at the central axis of the horizontal stripe defects.
defect detection terahertz terahertz imaging Chinese Optics Letters
2023, 21(6): 061102
1 网络通信与安全紫金山实验室，江苏 南京 211111
2 南京大学超导电子学研究所，江苏 南京 210023
3 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部，北京 100094
针对无线光通信中的收发技术，从空间光通信和水下光通信两方面梳理相关的研究进展，根据不同场景从通信波段、调制方式、光电探测器三个方面总结无线光通信收发技术的发展趋势，分析单光子探测在无线光通信中的应用前景，并报道了本研究组将串联型超导纳米线单光子探测器应用于空间光通信取得的结果，为相关研究工作的开展提供借鉴和思路。
光通信 无线光通信 空间光通信 水下光通信 光电探测器 单光子探测 调制解调 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0500001
1 南京大学电子科学与工程学院, 江苏 南京 210023
2 南京大学超导电子学研究所, 江苏 南京 210023
单光子成像技术通过对每个光子携带的时空信息进行探测,实现对物体图像的重构。基于超导纳米线的单光子探测器具有高效率、低时间抖动、宽响应波段的优势,非常适合单光子成像场景的需求。超导纳米线延迟线单光子成像器件是一种新型的单光子成像器件,它利用超导纳米线特有的高动态电感构造低速微波传输线,通过对输出电脉冲进行时间逻辑分析,同步读取光子的到达时刻和空间位置。本文将介绍这种成像器件的设计原理、几何结构和读出方式。同时,介绍基于此成像器件在强背景噪声下的单光子成像实验,证明了通过高性能器件和重构算法的联合优化所实现的成像系统性能增强。
激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011002
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
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。
太赫兹技术 Nb5N6微测热辐射计 太赫兹阵列探测器 太赫兹相机
南京大学 超导电子研究所，江苏 南京 210093
对于THz 频段的检测器，当器件的尺寸远远小于检测信号的波长时，可以获得快速的响应速度，但耦合信号的能力会下降。为了提高检测器的信号耦合能力，需要借助天线收集信号。因此天线的性能直接决定着器件的响应频段及灵敏度等参数指标。六氮五铌(Nb5N6) 微测热辐射计太赫兹检测器采用平面集成天线的方式来耦合信号，平面天线通过微加工技术，经过光刻、剥离等过程，集成在基片上，Nb5N6 置于平面天线的中心。针对0.32 THz 的中心频率，尝试采用电容耦合信号的设计方法，提高了Nb5N6 的信号耦合能力。
六氮五铌 太赫兹检测器 阻抗匹配 电容耦合 微测辐射热计 Nb5N6 THz detector impedance matching capacitive coupling microbolometer 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(1): 27
1 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 中国科学院纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 南京大学 电子科学与工程学院 超导电子学研究所, 南京 210093
提出一种基于标准黑体辐射源对宽谱太赫兹探测器进行响应度定标的方法.该方法包含一个直线型校准装置、两个定标流程和相应的模拟程序.考虑实验室温度、湿度和低通滤波器的透射特性,用该方法实现了4.2 K硅辐射热太赫兹探测器的响应度定标.对黑体辐射的傅里叶变换光谱进行测试,验证了定标程序和定标结果.分析定位了定标装置的三种主要误差来源,并提出相应的改进措施.所提定标方法适用于热释电太赫兹探测器、微型辐射热太赫兹探测器等宽谱太赫兹探测器的响应度定标.
太赫兹 探测器 响应度 黑体 滤波器 水汽吸收 Terahertz wave detector Silicon bolometer calibration Responsivity Blackbody radiation Filter Water vapor absorption
1 南京大学超导电子学研究所, 江苏 南京 210093
2 南京电子技术研究所, 江苏 南京 210039
利用直径为30 cm卡塞格伦反射镜搭建了一套反射式太赫兹（THz）主动成像装置，并成功运用0.22 THz的辐射源在室温下进行成像。分别使用自行制备的Nb5N6微测热辐射计THz常温检测器和商用VDI检测器进行成像并对结果进行了分析。成像的物体是5根并排排列的铜棒，铜棒直径为1.4 cm，间距为5 cm。改变参考频率，扫描速度，将成像时间从15 s减少到7.5 s。成像的范围约为20 cm×6.5 cm。两种检测器的成像分辨率达到1.41 cm。
成像系统 太赫兹 卡塞格伦反射镜 快速成像
