本書涵蓋了太赫茲輻射和應(yīng)用的zui新進(jìn)展。全書分為三個(gè)部分:太赫茲探測(cè)、太赫茲產(chǎn)生、太赫茲系統(tǒng)和應(yīng)用。這三部分以完備的邏輯向讀者介紹太赫茲輻射的產(chǎn)生和探測(cè)中的物理問(wèn)題，由器件與元件構(gòu)成的系統(tǒng)及其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。如果需要，也可單獨(dú)閱讀本書的任一章節(jié)來(lái)加深對(duì)某一特定主題的理解。
本書可作為相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生、研究生、科研和工程技術(shù)人員深入了解太赫茲物理及應(yīng)用的參考書。
Douglas J. Paul 美國(guó)格拉斯哥大學(xué)教授，愛(ài)丁堡皇家學(xué)會(huì)會(huì)士，物理研究所(Institute of Physics)特許物理學(xué)家(Chartered Physicist)，IEEE高級(jí)會(huì)士，英國(guó)工程和自然科學(xué)研究委員會(huì)(EPSRA)高級(jí)會(huì)士，在劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室攻讀博士學(xué)位期間負(fù)責(zé)所有的硅/鍺硅研究項(xiàng)目。他是多家政府部門咨詢委員會(huì)的顧問(wèn)，如內(nèi)政部、政府科學(xué)辦公室、國(guó)防科學(xué)顧問(wèn)辦公室等，并于2004年至2008年期間擔(dān)當(dāng)北約海關(guān)與邊境保護(hù)科學(xué)小組的英國(guó)代表。Paul教授在眾多國(guó)際會(huì)議擔(dān)當(dāng)評(píng)委會(huì)成員，是物理研究所《半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)》雜志的編委會(huì)成員。他的研究興趣包括硅/鍺硅異質(zhì)結(jié)構(gòu)，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，量子級(jí)聯(lián)激光器，量子設(shè)備，硅光子學(xué)，太赫茲系統(tǒng)，無(wú)極分子電子學(xué)和熱點(diǎn)技術(shù)等，成績(jī)突出，享有世界盛譽(yù)，是全球知名的光電專家。
劉勁松 華中科技大學(xué)二級(jí)教授，博士生導(dǎo)師。武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室太赫茲光電子學(xué)研究中心負(fù)責(zé)人，兼任華中科技大學(xué)研究生院培養(yǎng)處處長(zhǎng)。首屆霍英東高校教師基金獲得者，寶鋼教師獎(jiǎng)獲得者，全國(guó)工程專業(yè)學(xué)位研究生教指委委員，中國(guó)學(xué)位與研究生教育工科工作委員會(huì)委員，《應(yīng)用光學(xué)》副主任委員，《激光技術(shù)》副主編，《電子器件術(shù)》副主編，湖北省光學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)理事，國(guó)家光電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員。獲國(guó)家ji教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。主持國(guó)家自然科學(xué)基金7項(xiàng)，在Sci. Rep.，Phys. Rev. A &E, Opt. Lett.，App. Lett.等刊物上300余篇。主要研究領(lǐng)域?yàn)樘掌澒怆娮訉W(xué)、太赫茲無(wú)損檢測(cè)以及太赫茲成像技術(shù)的基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)。
1.1光電導(dǎo)和光電二極管的基本原理/2
1.1.1探測(cè)器的性能參數(shù)/2
1.1.2太赫茲波段的相關(guān)問(wèn)題/5
1.2半導(dǎo)體量子阱/5
1.2.1量子阱/6
1.2.2摻雜/8
1.3子帶躍遷/9
1.3.1吸收譜線與選擇定則/9
1.3.2多體效應(yīng)/11
1.4多量子阱系統(tǒng)中的輸運(yùn)/12
1.4.1發(fā)射捕獲模型/12
1.4.2動(dòng)力學(xué)模型/14
1.4.3隧穿電流/15
1.5量子阱探測(cè)器/16
1.5.1優(yōu)化設(shè)計(jì)/16
1.5.2光耦合/17
1.5.3工藝狀況/18
1.5.4量子級(jí)聯(lián)探測(cè)器/19
1.6量子點(diǎn)探測(cè)器/21
1.6.1量子點(diǎn)制備/21
1.6.2量子點(diǎn)中的躍遷/22
1.6.3量子點(diǎn)探測(cè)器/23
1.6.4太赫茲QDIP/25
參考文獻(xiàn)/25
太赫茲輻射物理及應(yīng)用
目錄
第2章太赫茲測(cè)輻射熱計(jì) /32
2.1熱輻射探測(cè)/32
2.1.1測(cè)輻射熱計(jì)原理/33
2.1.2電熱模型/34
2.1.3噪聲源/39
2.1.4品質(zhì)因數(shù)/41
2.1.5綜合討論/43
2.1.6測(cè)溫計(jì)材料/45
2.2冷卻型太赫茲測(cè)輻射熱計(jì)/50
2.2.1通論/50
2.2.2冷卻型測(cè)輻射熱計(jì)實(shí)例/52
2.3非冷卻型太赫茲測(cè)輻射熱計(jì)/57
2.3.1標(biāo)準(zhǔn)熱紅外測(cè)輻射熱計(jì)在太赫茲傳感中的應(yīng)用/57
2.3.2修改了電阻的吸收金屬層的測(cè)輻射熱計(jì)/62
2.3.3太赫茲天線耦合測(cè)輻射熱計(jì)/63
2.4結(jié)論/70
參考文獻(xiàn)/71
第3章太赫茲等離子體場(chǎng)效應(yīng)晶體管/74
3.1簡(jiǎn)介/74
3.2場(chǎng)效應(yīng)晶體管的太赫茲發(fā)射實(shí)驗(yàn)/75
3.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管的太赫茲探測(cè)實(shí)驗(yàn)/80
3.3.1高頻模式/81
3.3.2低頻模式/85
3.3.3非共振探測(cè)情況/85
3.3.4硅FET實(shí)現(xiàn)太赫茲探測(cè)/88
3.3.5室溫成像/89
3.3.6外加磁場(chǎng)的影響/90
3.4雙光柵柵極FET探測(cè)/91
3.5總結(jié)/93
參考文獻(xiàn)/93
第4章量子級(jí)聯(lián)激光器
/99
4.1背景/99
4.2量子阱和量子力學(xué)隧道效應(yīng)/100
4.3QCL激光產(chǎn)生條件/103
4.4量子級(jí)聯(lián)激光器中的增益/103
4.5有源區(qū)域設(shè)計(jì)/105
4.6波導(dǎo)設(shè)計(jì)和損耗/106
4.7實(shí)驗(yàn)激光器結(jié)果范例/110
4.8太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器的未來(lái)需求/113
4.9總結(jié)/115
參考文獻(xiàn)/116
第5章基于相對(duì)論電子的太赫茲源: 工作原理和ENEA實(shí)驗(yàn)/119
5.1電子和光子相互作用/119
5.2自由電子激光器機(jī)理/121
5.2.1自發(fā)輻射/122
5.2.2增益/124
5.3緊湊型FEL/127
5.4ENEA Frascati FEL設(shè)備/129
5.4.1契倫科夫FEL實(shí)驗(yàn)/130
5.4.2緊湊型波動(dòng)器FEL實(shí)驗(yàn)/132
5.4.3SmithPurcell光柵實(shí)驗(yàn)/138
5.5緊湊型先進(jìn)太赫茲源/140
參考文獻(xiàn)/143
第6章太赫茲射線的物理機(jī)制與應(yīng)用/146
6.1光參量放大中的腔內(nèi)太赫茲產(chǎn)生/147
6.2非線性介質(zhì)、模式匹配和調(diào)諧/149
6.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)/151
6.4裝置性能和太赫茲特性/153
6.5增益和閾值計(jì)算/155
6.6太赫茲輸出特性/156
6.7太赫茲光束質(zhì)量/157
6.8線寬壓縮/159
6.9腔內(nèi)太赫茲參量放大技術(shù)在遠(yuǎn)程譜中的應(yīng)用/163
6.10ICTPO在遠(yuǎn)程太赫茲譜中的應(yīng)用潛力/165
6.11基于OPO源的太赫茲光譜儀/167
6.12結(jié)論/168
參考文獻(xiàn)/169
第7章太赫茲波的調(diào)控/173
7.1衍射光學(xué)/173
7.1.1設(shè)計(jì)透鏡/174
7.1.2太赫茲衍射光學(xué)的實(shí)例/176
7.2偏振控制/177
7.2.1基本理論/177
7.2.2巴比涅補(bǔ)償器/178
7.2.3人工電介質(zhì)/178
7.2.4太赫茲波段的偏振控制實(shí)例/179
7.3太赫茲濾波器/181
7.3.1EBG的基本理論/182
7.3.2實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧太赫茲濾波器/185
7.4超材料和表面等離子體共振/189
7.5總結(jié)/192
參考文獻(xiàn)/193
第8章太赫茲時(shí)域光譜的原理和應(yīng)用/197
8.1引言/197
8.2太赫茲時(shí)域光譜的原理/199
8.3短電磁脈沖的產(chǎn)生和探測(cè)/200
8.4TDS裝置的特點(diǎn)/202
8.4.1帶寬/202
8.4.2頻率分辨率/203
8.4.3空間分辨率/204
8.4.4TDS裝置的信噪比/204
8.4.5典型的信號(hào)和裝置/206
8.5從太赫茲時(shí)域光譜測(cè)量中提取光學(xué)參數(shù)的原理/207
8.5.1時(shí)閾測(cè)量/208
8.5.2透射測(cè)量的光譜/209
8.5.3反射測(cè)量的光譜/210
8.6太赫茲時(shí)域光譜的應(yīng)用實(shí)例/211
8.6.1亞波長(zhǎng)(約λ / 100)薄膜分辨/211
8.6.2太赫茲域的超材料/215
8.7太赫茲時(shí)域光譜的不確定性和精度/218
8.8與FTIR測(cè)量的比較/221
8.9結(jié)論/222
參考文獻(xiàn)/223
第9章太赫茲安檢系統(tǒng)和安全性注意事項(xiàng)/227
9.1前言/227
9.2安全威脅和倫理問(wèn)題/228
9.3物理原理/228
9.4對(duì)以往主題的回顧(2006—2010)/229
9.5接近市場(chǎng)可商用化系統(tǒng)的回顧/230
9.5.177 GHz相控陣?yán)走_(dá)/230
9.5.2反射陣列/230
9.6新進(jìn)展/230
9.6.1高頻雷達(dá)/230
9.6.2量子級(jí)聯(lián)激光器 /231
9.6.3冷卻的測(cè)輻射熱計(jì)/231
9.6.4光子的產(chǎn)生/231
9.6.5空氣擊穿相干探測(cè)/231
9.6.6CMOS/232
9.6.7硅鍺/232
9.7太赫茲安全性/232
9.7.1簡(jiǎn)介/232
9.7.2主要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)/234
9.7.3太赫茲頻段EMR與生物材料之間的相互影響機(jī)制/235
9.7.4曝光標(biāo)準(zhǔn)、支撐數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)局限/236
9.7.5DNA“解鏈”和Frhlich假設(shè)/238
9.7.6太赫茲EMR的安全性/240
9.8結(jié)論/241
參考文獻(xiàn)/242
涵蓋太赫茲輻射和應(yīng)用zui新進(jìn)展
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