太赫茲波是指頻率在0.1~10THz之間的電磁波,在電磁波譜上位於微波和紅外線之間。是電磁波譜中唯一沒有獲得較全面研究並很好加以利用的最後一個波譜區間,是人類目前尚未完全開發的電磁波譜「空白」區。由於太赫茲波所處的特殊電磁波譜的位置,它有很多優越的特性,在材料分子的特殊光譜信息分析、材料與結構的無損探傷及三維層析、違禁物品反恐檢查、生物組織的活體檢查、高精度保密雷達、衛星間寬帶通信等方面的研究,在天體物理學、等離子體物理學、光譜學、材料學、生物學、醫學成像、環境科學、信息科學等領域有著廣闊的應用前景。
太赫茲波有非常重要的學術和應用價值(有的已處於實用),使得全世界各國都給予極大的關注,美國、歐州和日本尤為重視。我國近年來對於太赫茲技術的研究也日益關注。在近日陸續公布的「2011年國家重大科學儀器開發專項」與「2011年國家重大科研儀器研製專項」中,其中由中科院紫金山天文臺史生才研究員作為負責人主持申報的國家重大科研儀器設備研製專項——「太赫茲超導陣列成像系統」項目成功獲批立項,資助總經費6000萬元,研究期限5年。此外中國工程物理研究院申報的國家重大科學儀器開發專項——「相干強太赫茲源科學儀器設備開發項目」也成功獲批立項。
儀器信息網編輯整理了目前國內從事太赫茲技術研究的實驗室和研究中心,供讀者對我國太赫茲技術的研究情況做一基本了解。
太赫茲光電子學省部共建教育部重點實驗室
首都師範大學物理系太赫茲實驗室於2001年正式成立。2006年正式批准為北京市「太赫茲波譜與成像」重點實驗室。2007年獲批太赫茲光電子學省部共建教育部重點實驗室。該實驗室是目前國內最好的太赫茲研究基地之一。2009年起始,太赫茲實驗室正式獲批中關村開放實驗室,依託實驗室現有條件和中關村地區科技資源的優勢和作用,深化產學研之間的合作,正式為中關村2萬多家註冊企業提供相應的技術服務,聯合進行關鍵技術攻關。
目前,實驗室具有科研用房1500平方米,其中千級超淨實驗室2間,面積170平方米。科研儀器設備總值超過千萬元。在過去的三年中,實驗室共承擔包括國家973計劃、國家863、國家自然科學基金重大項目等各類項目23項,總科研經費1328餘萬元。
本實驗室主要研究方向:1.太赫茲波譜研究;2.太赫茲成像研究; 3.太赫茲與紅外無損檢測研究; 4.太赫茲與物質相互作用。
山東科技大學太赫茲技術研究中心
山東科技大學太赫茲技術研究中心成立於2003年,由我國著名太赫茲專家劉盛綱院士擔任中心主任,是山東省唯一的太赫茲科學與技術研究機構。
目前實驗室擁有太赫茲源研究室、太赫茲時域光譜技術應用研究室和太赫茲器件開發研究室共三個研究室,實驗室面積約500平方米,設備價值約300萬元。擁有60m2的千級超淨實驗室,奧地利產半導體泵浦飛秒雷射器,德國產808nm、30W半導體雷射器,相干公司雷射光束質量分析儀,Gentec公司雷射功率計,泰克公司200MHz示波器,光學平臺等研究設備,鎖相放大器, Golay探測器,精密電移臺等專用研究設備。
主要研究方向包括:基於光子學太赫茲輻射源的研究、太赫茲應用技術研究、太赫茲器件的研究。
超快光電子與太赫茲技術實驗室
超快光電子與太赫茲技術實驗室是一個集合光學,半導體物理學,微電子學,生物學等多學科交叉的實驗室。主要涉及微電子製造、半導體工藝、生物醫學檢測、太陽能光伏、紅外傳感、超高頻電磁波應用等領域。實驗室依託於上海理工大學。主要研究人員有莊松林院士、朱亦鳴、許健等。
實驗室目前已有1000級超淨室180平方米,美國相干公司飛秒雷射器一臺,時域太赫茲波譜測試系統一套,AFM原子力顯微鏡一臺, SEM掃描電子顯微鏡一臺,半導體參量測試儀一臺,積分球光譜測試系統一套,磁共濺射/離子束濺射鍍膜機一臺等大型設備。
實驗室主要研究方向:1.應用全新的超快光學方法-時域太赫茲波譜法,進行半導體材料和器件內超快電子的檢測;同時設計開發新型的半導體超快電子器件。2.利用太赫茲波對物質進行研究;如通過太赫茲波和生物分子的作用,來鑑別區分不同類型的中草藥,毒品等;通過太赫茲波和液晶材料、半導體材料的相互作用,來研究材料本身的一些物理特性。3.超高頻電磁通信和傳輸及其器件的開發。4.微納結構矽基光伏材料(黑矽)的製備、檢測;基於黑矽的光伏電池的優化組裝;5.微納結構金屬材料的製備、檢測;基於此類微納結構金屬材料的應用;6.表面等離子波導中電磁場微小頻率變化的探測7.表面等離子波導中電磁場的古斯漢欣位移增強效應的研究。
中國計量學院太赫茲技術與應用研究所
中國計量學院太赫茲技術與應用研究所成立於2006年7月,屬於校級研究所,研究所所長:為洪治博士。研究所獲得了浙江省「重中之重」學科「儀器科學與技術」的資助。
現有實驗室面積1000餘平方米。擁有基於BWO(返波振蕩器)的連續THz實驗平臺;鎖模鈦寶石雷射器及相關測試設備;太赫茲波TDS系統等實驗設備。
主要研究方向1.太赫茲波器件、傳輸與系統;2.太赫茲波成像、傳感技術及應用;3.太赫茲波與生物分子相互作用機理及應用;4.太赫茲波譜材料特性測試及應用。
中科院太赫茲固態技術重點實驗室
2011年3月28日,中科院太赫茲固態技術重點實驗室揭牌儀式舉行,該重點實驗室的成立,加強了中科院太赫茲研究基地建設。實驗室依託於中國科學院上海微系統與信息技術研究所。曹俊誠研究員擔任實驗室主任,田彤研究員擔任實驗室副主任,封松林研究員擔任實驗室學術委員會主任。
實驗室主要圍繞半導體固態太赫茲源、探測器及其在通信與成像等領域的應用,開展基於光子學和電子學的固態太赫茲器件物理與工藝、太赫茲器件與模塊、太赫茲檢測與成像以及太赫茲信息傳輸與通信等方面的基礎和應用研究工作。
中物院太赫茲科學技術研究中心
2011年12月12日,中物院太赫茲科學技術研究中心正式成立,中心主任由電子工程研究所所長姚軍代理。
中心主要圍繞太赫茲物理理論、半導體太赫茲技術、電真空太赫茲技術以及太赫茲在通信、雷達、光譜學和成像中的應用開展研究。太赫茲研究中心目前成立了4個研究室,包括太赫茲總體和應用技術研究室、太赫茲理論研究室、太赫茲半導體器件研究室和電真空太赫茲技術研究室,依託各相關研究所開展工作,並計劃在中物院成都科技創新基地建設太赫茲實驗室。
此外目前國內高校中電子科技大學,天津大學,南京大學,中山大學,國防科大,上海交通大學,西安理工大學,深圳大學,南開大學,清華大學 北京航空航天大學 北京理工大學等都有太赫茲研究計劃。
研究所方面:中國科學院物理所,紫金山天文臺,西安光機所,中科院上海應用物理所,半導體所也有研究項目。