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太赫兹技术

(2007-11-04 17:10:25)
分类: 英语学习
 太赫兹(Terahertz, THz,1 THz = 1012 Hz)技术是最近二十年来由于超快激光技术的迅速发展而新兴的一个研究领域,该领域涉及电磁学、光学、光电子学、半导体物理学、材料科学以及微加工技术等多个科学,在信息科学、生物学、医学、天文学、环境科学等诸领域有着重要的应用前景。
  太赫兹频段是指频率从十分之几到十几个太赫兹,介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。长期以来,由于缺乏有效的THz产生和检测方法,人们对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限,以致于该波段被称为电磁波谱中的THz空隙。近年来由于自由电子激光器和超快技术的发展,为THz脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源,使THz辐射的物理机理、检测技术和应用技术研究得到蓬勃发展。THz技术之所以引起人们广泛的关注,是由于物质的THz光谱(包括发射、反射和透射)包含有丰富的物理和化学信息,它在物体成像、环境监测、医疗诊断、射电天文、宽带移动通讯、尤其是在卫星通讯和军用雷达等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景。
  由于THz电磁波的重大应用前景,美国国家基金会(NSF)、国家航天局(NASA)、国防部(DARPA)和国家卫生学会(NIH)从90年代中期开始,对THz研究项目持续进行了较大规模的资金支持。欧洲国家除了各国自己支持的研究项目以外,还利用欧盟的资金组织了跨国家的多学科参加的大型合作研究项目,如Teravision (发展小型化器件、THz辐射成象在生物医学和其他领域的应用), THz—Bridge (THz辐射与生物系统的相互作用研究)等。日本的政府研究机构近年投入的科研经费也超过了每年1千万美元。另外,日本理化学研究所(RIKEN)的THz研究机构(Tera—Photonics)、亚洲的韩国和我国台湾地区也在THz辐射研究领域投入了每年数百万美元的经费,开展相关的光电子材料(如优质ZnTe晶体的生长)、THz激光器、THz波段的光谱学和生物医学成像等研究。目前,世界上约有130多个研究机构,陆续开展了本领域的科学研究工作,如:美国Rensselaer理工学院(RPI)、美国加州大学SB分校(UCSB)、美国麻省理工学院(MIT)等。加拿大、德国、法国、澳大利亚也相继建立THz科学研究机构,许多微波及光学的研究所都把研究重心转到THz领域。
  美国学者称:"Next Ray, T—Ray!", 同时称:"21世纪为THz源时代"。美国TECH. REV., Feb., 2004 (www. technologyreview. com)发表的改变未来世界的十大技术之一为"T—Ray"。美国DARPA在2002年的招标项目之一就是研制连续波THz振荡源。实用的固态THz振荡源一旦获得突破,可以预见,THz电磁波也将象光学和微波波段的电磁波一样,给人类社会的许多方面带来深远的影响。
  国家科技部、自然科学基金委、中科院、上海市也对THz研究给予了高度的关注,先后在973计划、基础研究重大项目前期研究专项、基金委重大项目、上海市光计划等做了相关项目的安排。 
  中科院上海微系统与信息技术研究所、中科院物理研究所、紫金山天文台、上海交通大学、首都师范大学、中国电子科技大学、中科院应用物理研究所、西安光学精密机械机研究所、西安理工大学以及中山大学等是国内较早开展THz研究的单位。这次东方科技论坛的承办单位中科院上海微系统与信息技术研究所自2001年已把THz研究列为中科院知识创新工程首批启动项目。目前在有关THz物理与THz微结构器件研究方面,已积累了相当一些工作经验。在Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. B和Appl. Phys. Lett.等国际核心期刊上发表了多篇关于THz研究的论文。

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