强激光与粒子束
2022, 34(11): 111005
1 北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100124
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621999
晶体硅太阳电池具有成本低廉、工艺简单等优点, 但在生产过程中难免会出现断栅、破裂等问题, 因此对太阳电池片的检测至关重要。太赫兹波作为一种具有光子学及电子学特征的电磁波在无损检测方面具有独特的优势。通过采用太赫兹量子级联激光器数字全息成像系统, 对模拟设计的太阳电池金属栅线、破裂硅片以及不同电阻率的衬底进行测试。结果表明, 太赫兹全息成像技术在太阳电池检测领域具有较高的应用价值。
太赫兹 全息成像 太阳电池 terahertz holography solar cells 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(4): 572
中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621999
太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种紧凑、相干的固体连续辐射源,具有重要的潜在应用价值,是当前国际上研究的热点之一。目前,THz QCL面临进一步提高输出功率的问题,而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径,因此,相关研究就显得尤为重要。概述了THz QCL的现有阵列耦合结构,并总结和讨论了THz QCL阵列研究现状及其未来可能的发展方向。
激光器 量子级联激光器 太赫兹 阵列 波导 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010004
电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
使用喷涂法制备了四苯基卟啉锌(ZnTPP)薄膜及ZnTPP-单壁碳纳米管复合薄膜。 采用金相显微镜、 扫描电子显微镜、 台阶仪、 四探针测试仪、 紫外-可见光分光光度计、 傅里叶红外光谱仪对薄膜的形貌、 电学及光学性能等进行了系统的测量, 研究了ZnTPP薄膜及ZnTPP-碳纳米管复合薄膜的太赫兹响应特性。 结果表明, ZnTPP的太赫兹指纹谱峰为44, 57, 77, 88, 95和102 cm-1, 与文献[3]报道的棕树叶中叶绿素的指纹谱峰基本一致。 重要的是, 通过与碳纳米管相复合的方法, 不仅使ZnTPP有机薄膜的均匀性及致密性得到了改善, 还使后者的导电性及在紫外到太赫兹波段的光吸收性能获得明显增强。 此外, 还发现了复合薄膜在47及66 cm-1处出现新的太赫兹吸收峰, 证明了碳纳米管和ZnTPP之间存在的相互作用。 这种作用使复合薄膜的综合性能得到提高。 结果表明, 通过加入碳纳米管, 能够对ZnTPP的薄膜质量以及电学和光学性能等进行有效的改善, 使之具有综合优良的物理性能、 具备光电器件的应用前景。 研究成果对促进有机物的太赫兹光谱研究以及寻找新型太赫兹有机敏感材料等具有重要意义。
四苯基卟啉锌 单壁碳纳米管 光学性能 电学性能 Zinc tetraphenyl porphyrin Carbon nanotube Spectral features Electrical properties 光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 3150
电子科技大学光电信息学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
采用低温溶解法制备了再生纤维素膜, 运用扫描电子显微镜、 傅里叶红外光谱仪和X射线衍射仪对所制薄膜进行形貌和晶型表征。 在此基础上, 结合太赫兹时域光谱和傅里叶变换红外光谱技术, 测量了再生纤维素膜的太赫兹光谱。 据此, 详细指认了再生纤维素在太赫兹波段的特征峰, 指出再生纤维素的太赫兹透过率随波数的减少而增大的现象是由其无定形部分所导致。 通过比较再生纤维素和脱脂棉在100～700 cm-1的光谱特性, 发现两者具有相似的峰形, 但再生纤维素在此波段的特征峰相对于脱脂棉特征峰发生了不同程度的蓝移。 据此, 提出了鉴别纤维素Ⅱ和纤维素Ⅰβ同质异晶体的一种新方法。 重要的是, 还采用CASTEP对纤维素Ⅱ晶体进行结构优化及光谱的理论研究, 并对再生纤维素的太赫兹特征峰进行了系统的归属。 理论计算结果表明, 再生纤维素在42和54 cm-1处的太赫兹特征峰分别是由平移振动和转动的晶格振动模式引起, 而位于68～238 cm-1间的太赫兹特征峰则与—CH2OH基团的扭绞振动以及C—H及O—H的变形振动相关。 此外, 351～583 cm-1范围内的吸收峰与C—O—C及吡喃环的骨架振动相关, 而611和670 cm-1两处的吸收峰则主要源于O—H的面外弯曲振动。 结果不仅揭示了再生纤维素的物质结构与太赫兹光谱间的联系, 也为理论上研究部分结晶的聚合物及生物有机大分子等的太赫兹响应的物理原理提供了参考。
再生纤维素 太赫兹光谱 表征 仿真 Regenerated cellulose Terahertz spectra Characterization Simulation
电子科技大学 光电信息学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川成都 610054
针对传统超材料的太赫兹响应调控难度大、程序复杂的缺点, 提出调节超材料太赫兹响应特性的一种新方法.该方法是在传统三层超材料的结构与材料参数均不变的情况下, 在中间介质层中引入一条附加的金属条, 仅通过调节该金属条的位置和线宽, 就能实现超材料对入射太赫兹波的响应频率、吸收峰值等的有效调节.结果显示, 当附加金属条由底层向表层的方向移动时, 超材料的响应频率红移.当金属条位于介质的中间位置时, 超材料的吸收率达到最大(99.98%).而且, 当金属条的线宽增大时, 超材料的响应频率红移、吸收增强.此外, 当太赫兹入射角≤45°时, 该超材料的中心响应频率稳定、吸收率峰值较高.但是, 当入射角＞45°时, 超材料的响应频率蓝移、吸收率峰值明显下降.根据这种新方法, 能够对超材料的太赫兹响应进行有效控制, 同时避免设计超材料结构的复杂过程.
超材料 太赫兹 响应频带 吸收频率 调控 metamaterials terahertz response frequency absorption bandwidth modulation
电子科技大学光电信息学院,电子薄膜与集成器件国家重点实验室,光电探测及传感集成教育部重点实验室, 四川 成都 610054
采用傅里叶远红外光谱仪(FTIR),在室温条件下测量了多种饱和直链有机小分子的太赫兹光谱.测试结果显示,有机官能团的差异导致有机物的太赫兹光谱特征显著不同.其中,有机物的晶格振动吸收峰和分子间氢键的振动吸收峰分别位于太赫兹高频和低频波段.而且,饱和直链一元醇的—OH官能团产生的分子间氢键的特征峰位于57 cm-1,而三十烷酸的—COOH官能团产生的分子间氢键的特征峰则位于74 cm-1.分子间氢键使三十烷醇和三十烷酸对太赫兹辐射的吸收能力明显地强于三十烷烃.相比于三十烷醇,三十烷酸的太赫兹特征峰还发生有规律的红移和蓝移现象.此外,还采用密度泛函理论B3LYP/6-311G(d,p)基组对饱和直链烷烃、烷醇和烷酸的太赫兹光谱进行了仿真计算,发现分子间氢键作用越强的有机物的单体分子的仿真结果与实测光谱的吻合程度越低.二聚体结构的仿真结果与实测光谱的吻合程度明显地高于单分子结构.研究结果对利用FTIR研究其他有机官能团的太赫兹光谱特征、探索有机分子内部的振动模式、探究有机物太赫兹响应的物理原理及器件应用等具有重要意义.
太赫兹光谱 有机官能团 特征 测量 仿真 Terahertz spectra Organic functional groups Characteristics Measurements Simulations
