1 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 210023
2 紫金山实验室，江苏 南京 211111
提出了一种在超表面中嵌入二氧化钒（VO2）从而对太赫兹波进行动态调控的方法。VO2在68 ℃左右会发生绝缘体到金属的相变，导致其电导率发生4~5个数量级的显著变化。超表面由一个双开口金属谐振环阵列以及金属环开口处嵌入的VO2结构组成。仿真结果表明，通过改变VO2的电导率，太赫兹波可以实现高频与低频之间的谐振模式的切换。值得注意的是，这种模式转换不仅可以在实验中通过直接改变环境温度实现，还可以通过激光和强场太赫兹的泵浦完成。这种多样化的激励为该超表面在实际多场景应用中动态调控太赫兹波提供了参考。
光电子学 太赫兹 超材料与超表面 二氧化钒 激光泵浦 强场太赫兹 中国激光
2023, 50(17): 1714015
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
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
太赫兹人工电磁超材料一直存在损耗大、性能不佳和不可灵活调控等问题。超导材料的损耗极低,是太赫兹波段高性能功能器件的优选材料之一。介绍了太赫兹超导人工电磁超材料的发展,并详细总结了其低损耗的特性以及灵活调控的方法。结合太赫兹波段高性能功能器件的应用需求,分析了太赫兹功能器件的发展趋势、存在的问题以及所面临的关键科学问题。
太赫兹技术 超材料 超导材料 主动调控 低损耗太赫兹器件
1 南京林业大学信息科学技术学院, 江苏 南京 210037
2 南京大学电子科学与工程学院, 江苏 南京 210023
采用可调温太赫兹时域光谱(TDS-THz)系统, 测量了脂肪族L-天冬酰胺、 L-半胱氨酸、 L-丙氨酸和芳香族L-酪氨酸四种氨基酸在低温下的温度特性, 实验中, 分别在降温和升温过程中选取了以下温度节点: 常温, 250, 200, 150, 100, 70, 40, 10以及45 K等, 观察样品对太赫兹吸收光谱的异同; 结合傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对室温下上述四种氨基酸在低频段(05～2 THz)范围内的吸收峰进行了验证, 同时采用拉曼光谱仪测试了高频段(3～6 THz)范围内的这四种氨基酸在常温下的拉曼强度, 以此来验证了实验的准确性。 结果表明: 脂肪族和芳香族氨基酸太赫兹光谱对温度变化的响应存在差异, 随着温度降低, 两类氨基酸的吸收峰位置均发生蓝移现象, 同时部分氨基酸出现新的吸收峰, 但是吸收峰线宽的变化略有不同。 最后, 采用量子化学Gaussian 09软件包, 分别选取一种脂肪族氨基酸和一种芳香族氨基酸, 通过密度泛函理论对其单分子和晶胞结构进行了计算, 对比测试结果可以得出两种氨基酸的振动模式是由分子间作用力形成的。
太赫兹光谱 氨基酸 温度相关性 蓝移 拉曼光谱 Terahertz spectroscopy Amino acid Blue shift Raman spectroscopy
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
为实现对太赫兹信号的频谱测量, 以集成对数周期天线的 YBa2Cu3O7(YBCO)约瑟夫森双晶结为信号探测器, 开展了基于高温超导约瑟夫森结的小型频谱检测仪的研制。在低温环境下, 通过THz信号耦合、信号测量、数据读取及 LabVIEW控制界面等功能模块, 利用 Hilbert逆变换完成信号的频谱恢复, 最终成功研制出高温超导约瑟夫森结频谱检测仪, 并对其进行了基本性能测试, 实现了对0.1~2.5 THz的信号检测, 频率分辨力高达 0.04 GHz(@114 GHz)和2 GHz(@1.78 THz)。此外, 对其分辨力的影响因素进行了初步分析。
太赫兹 高温超导 Hilbert变换 频谱仪 terahertz high temperature superconducting Hilbert transformation spectrometer 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(3): 354
1 南京大学超导电子学研究所, 江苏 南京210093
2 南京大学理论与计算化学研究所, 江苏 南京210093
利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)技术, 对L-, D-, DL-α-丙氨酸晶体粉末进行了太赫兹光谱的室温测量。 在0.3～3.0 THz范围内, 观察到数个吸收峰, 发现其两种旋光体(L-, D-丙氨酸)与其外消旋化合物(DL-丙氨酸)在吸收峰上有较大差异。 同时, 运用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算, 对丙氨酸的3种样品进行了振动光谱的理论模拟, 得到了与实验数据较为吻合的结果, 指出THz波段的吸收光谱是来源于通过氢键作用产生的分子集体振动。
太赫兹时域光谱技术 丙氨酸 集体振动 密度泛函理论 Terahertz time-domain spectroscopy(THz-TDS) Alanine Collective vibration Density functional theory(DFT) 光谱学与光谱分析
2010, 30(8): 2023
南京大学超导电子学研究所， 江苏 南京210093
太赫兹（THz）时域光谱（TDS）技术， 能同时测量幅值和相位信息， 因而能检测到物质丰富的物理化学性质， 已逐渐成为科学界一大热点。 磷化铟(InP)因其载流子寿命短、 质量小等优良性能， 正逐渐成为产生和检测THz波辐射的首选光电导材料之一。 文章利用THz-TDS测试技术， 在室温氮气环境中， 对n型0.35 Ω·cm的InP材料在0.2～4 THz波段的特性进行了研究。 文章根据物理传输模型， 利用更准确的迭代方式， 选用新的初始值， 更快更准确的得到了复折射率， 介电常数， 电导率等THz光学常数， 并且用Drude模型进行了理论上的模拟计算， 所得结果与实验吻合很好， 最后还得到了载流子的寿命、 迁移率和浓度等THz重要参数。
太赫兹时域光谱技术 太赫兹光学常数 Drude模型 载流子 THz-TDS THz optical constant Drude model Carrier 光谱学与光谱分析
2009, 29(8): 2021
