作者单位
摘要
江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212000
提出一种基于三芯结构空芯反谐振光纤的太赫兹耦合器。采用有限元分析法对太赫兹光纤的模式特性进行分析,并基于耦合理论得到其耦合特性曲线。仿真结果表明,三芯结构模式具有比单芯结构更低的传输损耗,其耦合长度可通过改变纤芯间隔和隔离包层管的间隙进行调节。采用长度为223.2 mm的三芯结构空芯光纤可以实现插入损耗小于3.5 dB、带宽达到0.52 THz的宽带、均匀分束。
光学器件 空芯太赫兹光纤 反谐振 模式耦合 损耗特性 带宽分析 
光学学报
2024, 44(7): 0723003
Author Affiliations
Abstract
1 Centre for Terahertz Waves and College of Precision Instrument and Optoeletronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 School of Electrical and Computer Engineering, Oklahoma State University, Stillwater, Oklahoma 74078, United States
The dynamics of water within a nanopool of a reverse micelle is heavily affected by the amphiphilic interface. In this work, the terahertz (THz) spectra of cyclohexane/Igepal/water nonionic reverse micelle mixture are measured by THz time-domain spectroscopy and analyzed with two Debye models and complex permittivity of background with volume ratios. Based on the fitted parameters of bulk and fast water, the molar concentration of all kinds of water molecules and hydration water molecule number per Igepal molecule are calculated. We find that slow hydration water has the highest proportion in water when the radius parameter ω0<10, while bulk water becomes the main component when ω010. The feature radius ratio of nonhydrated and hydrated water to total water nanopool is roughly obtained from 0.39 to 0.85 with increasing ω0.
reverse micelle water dynamics THz spectroscopy 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 013001
作者单位
摘要
1 江苏大学 电气信息工程学院,江苏 镇江 212013
2 中国电子科技集团公司第五十五研究所,江苏 南京 210016
本文提出了一种基于 CMOS 0.18 μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵,各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中,差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容,将太赫兹差分信号耦合至场效应管的栅极与源极,增强场效应管沟道内自混频太赫兹信号的强度,实现高响应度。其次,该探测器配备高增益片上环形差分天线与集成电压放大器,可有效放大混频后的信号,进而提高系统信噪比,最终达到增强探测器响应度的目的。探测器1 × 3线阵系统充分利用CMOS工艺多层结构的特点,将电压放大器布置在天线地平面下方,提高了芯片面积的利用率,有效降低了制作成本,整个系统的面积为0.5 mm2。测试结果表明,当场效应管的栅极偏置为0.42 V时,该探测系统对0.3 THz辐射信号的电压响应度(Rv)最大可达到43.8 kV/W,对应的最小噪声等效功率(NEP)为20.5 pW/Hz1/2。动态测试结果显示该探测器可对不同材质的隔挡物进行区分。
互补金属氧化物半导体 太赫兹 探测器 宽带天线 高响应度 CMOS THz detector broadband antenna high responsiveness 
红外与毫米波学报
2024, 43(1): 70
作者单位
摘要
江西师范大学物理与通信电子学院, 江西南昌 330224
提出一种基于二氧化钒 (VO2)超材料的吸收器, 由 3层结构组成, 从上往下分别为 2个 VO2圆、中间介质层和金属底板。仿真数据表明, 该吸收器有 2个很强的吸收峰, 分别为 4.96 THz和 5.64 THz, 相对应的吸收率为 99.1%和 98.5%。利用阻抗匹配理论和电场分布进行分析, 阐明了吸收的物理机制, 并进一步分析了结构参数对吸收率的影响。所提出的吸收器具有可调谐的特点, 能够灵活调控吸收率, 为太赫兹波的调控、滤波等功能的实现提供了良好的方案。该吸收器在图像处理、生物探测和无线通信领域都有潜在的应用。
太赫兹 超材料 二氧化钒 吸收器 THz metamaterial vanadium dioxide absorber 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(12): 1410
作者单位
摘要
华东师范大学 物理与电子科学学院,上海 200241
太赫兹天线是未来第六代移动通信(6G)的重要组成部分,其中太赫兹透镜天线因其高增益、稳定的辐射特性、低成本等优点,受到广泛关注。太赫兹透镜天线不存在馈源遮挡的问题,能够实现多种波束控制功能,其聚焦功能可应用于成像系统,也可在测试装置中起波束准直的作用。太赫兹制作工艺的进步使太赫兹透镜天线的加工精度更高、效果更好,也进一步促进太赫兹透镜天线的发展。本篇综述总结了近五年报道的太赫兹透镜天线,综合其功能、制作工艺、形态、应用场景等特点对它们进行介绍。
太赫兹天线 太赫兹透镜天线 成像 第六代移动通信 THz antenna THz lens antenna imaging 6G 
红外与毫米波学报
2023, 42(6): 806
肖欢 1温华 2徐文 1,2,3,*张晶 2[ ... ]何斌 5
作者单位
摘要
1 云南大学 物理与天文学院 云南省量子信息重点实验室,云南 昆明 650091
2 中国科学院合肥物质科学研究院 固体物理研究所,安徽 合肥 230031
3 深圳网联光仪科技有限公司,广东 深圳 518118
4 重庆启晶科技发展有限公司,重庆 400030
5 深圳技术大学 新材料与新能源学院,广东 深圳 515118
氮掺杂金刚石(N-D)是最重要的碳基电子材料之一,由于氮相关色心的存在,其具有许多有趣而独特的物理特征。文章中研究了等离子体化学气相沉积法生长的N-D样品的太赫兹(THz)磁光特性。应用偏振THz时域光谱(THz TDS)技术,在0~8 T磁场和80 K温度条件下,测量了N-D样品在法拉第几何结构下的THz透射光谱,得到了N-D材料的法拉第旋转角和椭偏率、复横向(或霍尔)磁光电导率以及复左、右旋介电常数随磁场的变化规律。结果表明,N-D材料具有优良的THz磁光法拉第旋光效应,可应用于THz旋光器件。
氮掺杂金刚石 磁光特性 太赫兹时域光谱 nitrogen-doped diamond magneto-optical properties THz TDS 
红外与毫米波学报
2023, 42(6): 755
朱翔 1,2张俊杰 3成海峰 2郭健 3,*[ ... ]王维波 2
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学 电磁频谱空间认知动态系统工业和信息化部重点实验室,江苏 南京 211106
2 南京电子器件研究所,江苏 南京 210016
3 东南大学 毫米波国家重点实验室,江苏 南京 210096
针对太赫兹波段固态大功率应用需求,基于氮化镓功率放大器单片集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC),采用功率合成技术实现了太赫兹波段瓦级功率输出。通过太赫兹波段微带/波导转换结构和键合金丝补偿技术,结合E面T型结二路合成功率分配/合成器,将两片MMIC封装成最大输出功率为160 mW的功率单元模块。在此基础上,采用八路E面合成器设计了频率覆盖180~238 GHz的十六路功率合成放大器。在漏极电压为+10 V时,带内输出功率大于300 mW,189 GHz输出功率达到了1.03 W。
太赫兹 金丝补偿 氮化镓 功率分配/合成器 THz gold wire compensation GaN power splitter/combiner 
红外与毫米波学报
2023, 42(6): 747
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic Information Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
2 Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin 300350, China
Terahertz (THz) lenses have numerous applications in imaging and communication systems. Currently, the common THz lenses are still based on the traditional design of a circular convex lens. In this work, we present a method for the design of a 3D-printed multilevel THz lens, taking advantage of the benefits offered by 3D printing technology, including compact size, lightweight construction, and cost-effectiveness. The approach utilizes an inverse design methodology, employing optimization methods to promise accurate performance. To reduce simulation time, we employ the finite-difference time-domain method in cylindrical coordinates for near-field computation and couple it with the Rayleigh–Sommerfeld diffraction theory to address far-field calculations. This technology holds great potential for various applications in the field of THz imaging, sensing, and communications, offering a novel approach to the design and development of functional devices operating in the THz frequency range.
THz lens 3D printing achromatic lens THz communication 
Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 110006
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学电子信息工程学院,北京 100191
2 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190
3 北京航空航天大学网络空间安全学院,北京 100191
4 北京航空航天大学微波感知与安防应用北京市重点实验室,北京 100191
强场太赫兹(THz)时域光谱技术在强场THz科学技术与应用中具有重要作用,材料、物理、化学、生物等领域诸多涉及强场THz与物质强非线性相互作用的研究都离不开强场THz时域光谱技术。然而,受限于高效率、高光束质量、高稳定性、高重复频率强场THz辐射源的性能,强场THz时域非线性光谱技术发展缓慢。针对强场THz非线性光谱技术及其潜在应用中存在的难题与挑战,在商用kHz钛宝石激光器的驱动下,笔者设计并实现了一套基于铌酸锂倾斜波前技术产生强场THz的高度集成化时域光谱系统。在3 mJ激光能量泵浦下,利用该系统在室温下实现了单脉冲能量为6.5 μJ、峰值场强约为350 kV/cm的THz强场产生,该系统具备强场THz非线性光谱测试、THz泵浦‑THz探测、光泵浦‑THz探测、THz发射谱测量等多种超快时间分辨测量功能,是研究强场THz非线性效应的有效实验手段。
超快光学 强场THz辐射 铌酸锂 非线性光谱 泵浦‑探测 
中国激光
2023, 50(17): 1714012
作者单位
摘要
1 上海工程技术大学机械与汽车工程学院,上海 201620
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
飞秒激光聚焦在空气中能够产生高能量超宽带的太赫兹辐射,这种强场太赫兹辐射在物态操控、太赫兹通信、生物医学成像等领域具有重要的应用价值。采用双色乃至多色激光场是提高气体等离子体中太赫兹辐射强度的关键路径之一。本文回顾了多色场驱动空气等离子体太赫兹辐射源的发展历程,按照单色场、双色场到三色场的发展脉络,从实验方案、理论原理、优化探索三方面综述了国内外多色飞秒光场驱动气体等离子体太赫兹辐射的研究现状和最新成果,并对该方向的未来发展进行了展望。
非线性光学 太赫兹技术 强场太赫兹辐射源 多色飞秒激光场 激光与等离子体相互作用 
中国激光
2023, 50(17): 1714007

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