王长 1,2,*宋高辉 1,2谭智勇 1,2曹俊诚 1,2
作者单位
摘要
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 
量子电子学报
2023, 40(2): 181
作者单位
摘要
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
随着太赫兹技术、低温电子学和射电天文学的发展, 对可低温环境下工作的集成封装式跨阻放大芯片的需求增加。本文针对一种 Ge-Si基底型跨阻放大器, 主要研究了其深低温环境下的电学性能, 获得了 8K温度下放大器芯片的典型端口电流-电压特性曲线和增益曲线, 得到了在 0.1~3 GHz频带内较为平坦的增益效果; 为了验证其对太赫兹光电信号的放大功能, 将该跨阻放大器与太赫兹量子阱探测器集成封装, 并搭建了太赫兹脉冲激光探测系统, 在 8K温度下实现了对脉宽 2 μs太赫兹光电探测信号的有效放大, 跨阻增益约 560 Ω, 电流放大增益为 1.78 mA/V。上述研究成果首次验证了商用跨阻放大器在深低温环境下应用的可行性, 为太赫兹高速探测与高频通信领域的集成跨阻放大提供了一种有效技术手段。
太赫兹探测 高速封装 跨阻放大器 低温放大技术 terahertz detecting high-speed packaging transimpedance amplifier cryogenic amplification technique 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(1): 16
作者单位
摘要
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
二氧化钒是一种具有绝缘态到金属态可逆相变特性的材料, 在光器件及信息技术中有非常广泛的应用。分别采用太赫兹频段的光谱测量技术和阵列成像技术研究分析了硅基二氧化钒材料的相变过程。采用傅里叶变换光谱测量系统, 获得了整个样品在 2.5~20.0 THz频段透射谱和反射谱随温度的变化, 分析得到了硅基二氧化钒材料相变的温度范围为 334~341 K, 对应温差为 7K; 得到了相变前后样品对 4.3 THz辐射的透过率变化达 40%以上, 反射率变化接近 30%。随后采用一套 4.3 THz的阵列成像系统, 测量了整个样品在相变前后的太赫兹图像, 获得了该材料由金属态转变为绝缘态时, 其对 4.3 THz激光信号的透过率由 6.7%升至 50.7%, 透过率变化达 44%, 与傅里叶变换光谱在 4.3 THz处的测量结果相当。上述研究结果为硅基二氧化钒材料用于 2.5 THz以上电磁辐射的透射调制和反射调制提供了很好的实验数据支撑。
太赫兹 硅基二氧化钒 相变材料 傅里叶变换光谱 阵列成像技术 terahertz silicon-based vanadium dioxide phase transition materials Fourier transform spectroscopy array imaging technique 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1225
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
王长 1,2,3,*郑永辉 1,2,3谭智勇 1,2,3何晓勇 4曹俊诚 1,2,3
作者单位
摘要
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
符张龙 1李锐志 1,2李弘义 1,2邱付成 1,2[ ... ]曹俊诚 1,*
作者单位
摘要
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,北京 100049
3 上海理工大学光电信息与计算机学院,上海 200093
太赫兹(THz)波对非极性材料有较好的穿透性,对生物医学组织无电离效应,因而非常适合无损检测、生物医学成像等应用。THz量子阱光电探测器(THz QWPs)具有响应速度快、响应率高、噪声等效功率低、体积小的特点。相较于其他探测器,THz QWPs作为成像系统接收器时,系统具有成像分辨率高、成像速度快、成像信噪比高、结构紧凑等优势。本文综述了基于THz QWPs的成像研究进展,并对成像系统核心指标的影响因素进行了分析和总结。采用更稳定的装置固定THz QWPs,提升器件响应速度、探测灵敏度、阵列规模,可以有效提升系统各项核心性能。
太赫兹 量子阱 光电探测器 成像 terahertz quantum well photodetectors imaging 
光电工程
2020, 47(5): 190667
付亚州 1,2谭智勇 1,2王长 1,2,*曹俊诚 1,2
作者单位
摘要
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 
红外与毫米波学报
2019, 38(5): 655
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
谭智勇 1,2曹俊诚 1,2,*
作者单位
摘要
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
光电表征技术是太赫兹应用技术的重要基础,涵盖了太赫兹频段光电器件表征、光谱测量、光束改善以及通信和成像应用等多个方面,在太赫兹应用领域中发挥着重要作用。介绍了太赫兹频段两种半导体量子器件的工作原理和最新进展,综述了二者在太赫兹脉冲功率测量、探测器响应率标定等光电表征技术中的应用及其在太赫兹快速调制与探测、太赫兹扫描成像系统中的应用,最后介绍了太赫兹光电表征技术的改善,包括激光源光束质量改善和探测器有效探测面积的提高方法等,并给出了器件及表征技术的潜在应用。
太赫兹技术 量子级联激光器 量子阱探测器 光电表征 快速调制与探测 
中国激光
2019, 46(6): 0614004
作者单位
摘要
1 复旦大学 信息科学与工程学院 电磁波信息科学教育部重点实验室, 上海 200433
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中国科学院太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
制作了具有不同介质膜厚度的大口径柔性介质金属膜波导, 测试了金属膜波导和介质金属膜波导在G波段、4.3 THz和中远红外等频段的传输特性.结果表明, 波导的传输损耗在G波段随介质膜厚的增加而增加, 孔径2.6 mm的金属膜波导在160 GHz传输损耗为2.1 dB/m且在G波段波导的传输损耗对弯曲不敏感.在4.3 THZ频点波导的传输损耗随介质膜厚的增加而减小, 镀制介质膜可以大幅减小波导的传输损耗以及弯曲附加损耗, 孔径3.6 mm介质膜厚为1.2 μm的介质金属膜波导的传输损耗为2.84 dB/m.光斑能量则随介质膜厚的增加更加集中于低阶传输模式.
光纤光学 介质金属膜波导 太赫兹 传输损耗 fiber optics dielectric-coated metallic waveguide G band G波段 terahertz transmission loss 
红外与毫米波学报
2019, 38(2): 02215

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