1 中国科学院上海微系统与信息研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料科学与光电工程中心, 北京 100049
3 江苏大学物理与电子工程学院, 江苏镇江 212013
提出一种基于电场驱动的 GaAs基微带超晶格高阶谐波产生的太赫兹倍频器, 利用平衡方程方法分析了倍频器在磁场下峰值功率输出和在参数空间(Edc,Eac)的分布情况。研究表明, 在 (Edc,Eac)的参数平面内, 磁场对二次和三次谐波功率的峰值影响不大, 但磁场会拓宽谐波输出功率的峰值区域, 提高在 (Edc,Eac)参数空间内输出峰值功率的概率。当 Eac确定时, 谐波发射功率峰值的位置会受到直流电场产生的布洛赫振荡频率 fB、交流电场产生的调制布洛赫振荡频率 fMB和磁场引起的回旋振荡频率 fc的影响而发生变化。研究表明, 基于半导体超晶格的太赫兹倍频器是很有应用潜力的太赫兹波发生器件。
超晶格 太赫兹 谐波 倍频器 semiconductor superlattice terahertz harmonics frequency multiplier 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(4): 517
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
太赫兹(THz) 成像是 THz 技术应用的重要方向之一。基于 THz 量子级联激光器(QCL) 和 THz 量子阱探测器(QWP) 等半导体光子学器件的 THz 成像系统具有结构紧凑、空间分辨率高、成像信噪比较高等优点, 已成为当前研究的热点领域。对国内外关于 THz QCL 和 THz QWP 器件在远场和近场成像应用方面的研究进行了系统综述, 分析了 THz 成像系统的构成和成像效果, 总结了各 THz 成像系统的性能参数情况, 并探讨了 THz 成像系统性能提升的途径及其应用前景。
激光技术 成像 太赫兹 量子级联激光器 量子阱探测器 laser techniques imaging terahertz quantum cascade laser quantum well photodetector
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Terahertz Solid-state Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A real-time imaging system based on a compact terahertz laser is constructed by employing one off-axis parabolic mirror and one silicon lens. Terahertz imaging of water, water stains, leaf veins, human hairs, and metal wire is demonstrated. An imaging resolution of 68 µm is achieved. The experiments show that this compact and simplified imaging system is suitable for penetration demonstration of terahertz light, water distribution measurement, and imaging analysis of thin samples.
terahertz real-time imaging subwavelength resolution compact laser Chinese Optics Letters
2022, 20(9): 091101
1 中国科学院 a.太赫兹固态技术重点实验室
2 b.上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
4 上海师范大学数理学院, 上海 200233
太赫兹波具有良好的穿透性、低能性和宽带性, 在高速空间通信、环境监测、外差探测、医学探测、无损检测和**安全等领域具有重要的应用前景。波导传输技术和功能器件是太赫兹系统不可或缺的重要组成部分, 太赫兹波导的性能决定了太赫兹系统的信号传输效率和集成度, 引起人们的研究兴趣。近年来, 太赫兹波导的发展取得了长足的进步, 从普通的金属空心波导到金属线波导、介质光纤, 再到最近的人工表面等离激元波导、石墨烯、铌酸锂等新型波导, 它们展现出了各自的优势, 令人振奋。该综述全面介绍了太赫兹波导领域的发展及研究近况, 并对其未来应用进行了展望。
太赫兹 波导 金属 光子晶体 等离激元 石墨烯 terahertz waveguide metal photonic crystal plasmonic graphene 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(3): 241
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 太赫兹固态技术实验室，上海 200050
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
太赫兹量子阱探测器具有皮秒级的响应时间和1 GHz以上的高速调制性能，是太赫兹快速成像和高速无线通信应用领域非常有前景的探测器。文章综述了太赫兹量子阱探测器的探测原理和设计方法、器件主要性能指标和基于该探测器的应用技术研究进展。研究表明，基于太赫兹量子阱探测器的快速成像系统可以获得物体的细节信息，有望用于安全检查和无损检测领域；太赫兹量子阱探测器还可用于高速无线通信的探测端，为未来6G高速无线通信应用提供了有效的技术途径。
太赫兹量子阱探测器 太赫兹量子级联激光器 太赫兹通信 太赫兹成像 terahertz quantum well photodetectors terahertz quantum cascade lasers terahertz communication terahertz imaging
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室,上海 200050
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
在太赫兹技术的应用中,控制太赫兹波的传输非常重要,太赫兹调制器被认为是下一代太赫兹无线通信中的重要器件。成功的研究了一种硅上生长单层二硫化钨的新型光泵浦太赫兹调制器,由于在硅衬底和二硫化钨的交界处出会形成异质结,二硫化钨充当着催化剂的作用,在光泵浦的作用下,在异质结处催化出更多的载流子,因此实现了更大的调制深度。结果表明,在泵浦光波长为 660 nm、功率仅为 117 mW时,该调制器的调制深度达到了63.6%。这种新型二维过渡金属硫化物对太赫兹波的调制有着更高的效率,使其在太赫兹技术中有很好的应用前景。
太赫兹 光控调制器 单层二硫化钨 催化 Terahertz optical controlled modulator monolayer tungsten disulfide catalytic
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Terahertz Solid-State Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
We propose and experimentally demonstrate a wideband linear polarization converter in a reflection mode operating from 2.4 to 4.2 THz with conversion efficiency of more than 80%. Our device can expand the applications to a higher frequency band. A numerical simulation is performed for this metamaterial converter, which shows a good agreement with experimental results. Importantly, a concise and intuitive calculating model is proposed for the Fabry–Pérot cavity. The theoretical results indicate that the underlying reason for the enhanced polarization conversion is the additional phase difference induced by the resonance of the meta-structure and multiple reflections within the Fabry–Pérot cavity.
310.5448 Polarization, other optical properties 310.6628 Subwavelength structures,nanostructures 310.6805 Theory and design 240.5445 Polarization-selective devices Chinese Optics Letters
2019, 17(9): 093101
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 上海科技大学信息科学与技术学院, 上海 201210
以太赫兹(THz)量子级联激光器为光源、低温热辐射计为信号接收端, 采用可旋转和平移的二维扫描平台搭建反射式快速扫描成像系统。通过计算机控制扫描平台进行连续的旋转与平移运动, 实时获取探测信号强度和样品位置信息, 成功实现对直径为80 mm圆形区域的快速扫描成像, 扫描时间为5 s, 图像的平均空间分辨率约为1 mm, 系统成像时间大幅缩短。此外, 成像装置中基于THz分束片的共光路设计, 可有效减少系统光路元件, 进一步缩小成像系统的体积。
成像系统 太赫兹 反射成像 太赫兹量子级联激光器 旋转平移二维扫描 共光路
