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太赫兹晶体具有以下几种特性

发布时间:2022-11-21      点击次数:186
   太赫兹晶体是特指一段特殊波段的电磁辐射,狭义的太赫兹波一般是指频率在0.1~10THz(1THz=1012Hz),波长为0.03~3mm的电磁波,在电磁波谱中位于微波和红外线波段之间。随着现代科学技术的发展,人们对毫米波和红外光的研究不断深入,其器件和应用技术日趋成熟,形成了毫米波和红外光学两大应用和研究领域。
  
  太赫兹波具有以下几种特性:
  1、宽带性:太赫兹的频谱带宽比微波高几个数量级,频谱范围非常宽,是良好的信息载体,能够覆盖蛋白质等大分子的转动振荡频率,这些大分子都在太赫兹波段具有很强的吸收和谐振,构成了相应的太赫兹特征谱,可以用于成分识别。
  2、高分辨性:太赫兹激光器的脉冲为皮秒量级,能够达到很高的时间分辨率,可以用于生物样本等对时间分辨率较高的研究中,空间分辨率高可用于高分辨成像;多普勒频率高分辨可用于测速和目标探测。
  3、低能性:太赫兹的光子能量仅为毫电子伏特,不到X射线光子能量的百分之一,不会产生电离效应破坏被检测的物质。
  4、电磁特性:太赫兹电磁波特性可以突破“黑障区”(等离子鞘套),可用于空间飞行器通信。
  5、穿透性:太赫兹辐射对非金属穿透能力很强,对于日常所见的大部分介质,比如塑料、布料、陶瓷、纸张、木材、电介质等均具有很强的穿透性,衰减系数比超声波小2~3个数量级,但很难穿透金属材质和水,可以用于内部质量检测。
  
  在太赫兹诸多技术的研究中,太赫兹辐射源的研究占据了很重要的位置。太赫兹辐射的产生主要有3种途径:
  1、基于电子学技术的太赫兹辐射源,包括返波管、耿氏振荡器以及固态倍频源等,这是毫米波技术向高频方向的扩展,这类太赫兹辐射源工作于1THz以下,输出功率通常在数十微瓦到毫瓦量级;
  2、基于光子学技术的太赫兹辐射源,包括量子级联激光器、自由电子激光器和气体激光器等,这是激光技术向低频方向的延伸,这类太赫兹辐射源输出功率较大,具有很好的应用潜力。基于太赫兹激光器的光频梳技术在高分辨成像和成谱应用方面的前景广阔;
  3、基于超快激光技术的太赫兹辐射源,这类技术是1THz附近向高频和低频方向同时发展的太赫兹辐射源技术,这类太赫兹辐射源具有脉宽窄、峰值功率高等优点,但是存在能量转换效率和平均输出功率低的问题。
  因此,探索实现室温、高输出功率、连续可调谐和小型化的辐射源将大大促进太赫兹技术的研究,也是当前太赫兹领域的重要发展目标。