本書涵蓋了太赫茲輻射和應用的zui新進展。全書分為三個部分:太赫茲探測、太赫茲產生、太赫茲系統和應用。這三部分以完備的邏輯向讀者介紹太赫茲輻射的產生和探測中的物理問題，由器件與元件構成的系統及其在不同領域的應用。如果需要，也可單獨閱讀本書的任一章節來加深對某一特定主題的理解。
本書可作為相關專業高年級本科生、研究生、科研和工程技術人員深入了解太赫茲物理及應用的參考書。
Douglas J. Paul 美國格拉斯哥大學教授，愛丁堡皇家學會會士，物理研究所(Institute of Physics)特許物理學家(Chartered Physicist)，IEEE高級會士，英國工程和自然科學研究委員會(EPSRA)高級會士，在劍橋大學卡文迪什實驗室攻讀博士學位期間負責所有的硅/鍺硅研究項目。他是多家政府部門咨詢委員會的顧問，如內政部、政府科學辦公室、國防科學顧問辦公室等，并于2004年至2008年期間擔當北約海關與邊境保護科學小組的英國代表。Paul教授在眾多國際會議擔當評委會成員，是物理研究所《半導體科學技術》雜志的編委會成員。他的研究興趣包括硅/鍺硅異質結構，互補金屬氧化物半導體，量子級聯激光器，量子設備，硅光子學，太赫茲系統，無極分子電子學和熱點技術等，成績突出，享有世界盛譽，是全球知名的光電專家。
劉勁松 華中科技大學二級教授，博士生導師。武漢光電國家實驗室太赫茲光電子學研究中心負責人，兼任華中科技大學研究生院培養處處長。首屆霍英東高校教師基金獲得者，寶鋼教師獎獲得者，全國工程專業學位研究生教指委委員，中國學位與研究生教育工科工作委員會委員，《應用光學》副主任委員，《激光技術》副主編，《電子器件術》副主編，湖北省光學學會常務理事，國家光電子技術標準化委員會委員。獲國家ji教學成果二等獎1項，省級教學成果一等獎2項。主持國家自然科學基金7項，在Sci. Rep.，Phys. Rev. A &E, Opt. Lett.，App. Lett.等刊物上300余篇。主要研究領域為太赫茲光電子學、太赫茲無損檢測以及太赫茲成像技術的基礎研究和技術研發。
1.1光電導和光電二極管的基本原理/2
1.1.1探測器的性能參數/2
1.1.2太赫茲波段的相關問題/5
1.2半導體量子阱/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/11
1.4多量子阱系統中的輸運/12
1.4.1發射捕獲模型/12
1.4.2動力學模型/14
1.4.3隧穿電流/15
1.5量子阱探測器/16
1.5.1優化設計/16
1.5.2光耦合/17
1.5.3工藝狀況/18
1.5.4量子級聯探測器/19
1.6量子點探測器/21
1.6.1量子點制備/21
1.6.2量子點中的躍遷/22
1.6.3量子點探測器/23
1.6.4太赫茲QDIP/25
參考文獻/25
太赫茲輻射物理及應用
目錄
第2章太赫茲測輻射熱計 /32
2.1熱輻射探測/32
2.1.1測輻射熱計原理/33
2.1.2電熱模型/34
2.1.3噪聲源/39
2.1.4品質因數/41
2.1.5綜合討論/43
2.1.6測溫計材料/45
2.2冷卻型太赫茲測輻射熱計/50
2.2.1通論/50
2.2.2冷卻型測輻射熱計實例/52
2.3非冷卻型太赫茲測輻射熱計/57
2.3.1標準熱紅外測輻射熱計在太赫茲傳感中的應用/57
2.3.2修改了電阻的吸收金屬層的測輻射熱計/62
2.3.3太赫茲天線耦合測輻射熱計/63
2.4結論/70
參考文獻/71
第3章太赫茲等離子體場效應晶體管/74
3.1簡介/74
3.2場效應晶體管的太赫茲發射實驗/75
3.3場效應晶體管的太赫茲探測實驗/80
3.3.1高頻模式/81
3.3.2低頻模式/85
3.3.3非共振探測情況/85
3.3.4硅FET實現太赫茲探測/88
3.3.5室溫成像/89
3.3.6外加磁場的影響/90
3.4雙光柵柵極FET探測/91
3.5總結/93
參考文獻/93
第4章量子級聯激光器
/99
4.1背景/99
4.2量子阱和量子力學隧道效應/100
4.3QCL激光產生條件/103
4.4量子級聯激光器中的增益/103
4.5有源區域設計/105
4.6波導設計和損耗/106
4.7實驗激光器結果范例/110
4.8太赫茲量子級聯激光器的未來需求/113
4.9總結/115
參考文獻/116
第5章基于相對論電子的太赫茲源: 工作原理和ENEA實驗/119
5.1電子和光子相互作用/119
5.2自由電子激光器機理/121
5.2.1自發輻射/122
5.2.2增益/124
5.3緊湊型FEL/127
5.4ENEA Frascati FEL設備/129
5.4.1契倫科夫FEL實驗/130
5.4.2緊湊型波動器FEL實驗/132
5.4.3SmithPurcell光柵實驗/138
5.5緊湊型先進太赫茲源/140
參考文獻/143
第6章太赫茲射線的物理機制與應用/146
6.1光參量放大中的腔內太赫茲產生/147
6.2非線性介質、模式匹配和調諧/149
6.3系統設計/151
6.4裝置性能和太赫茲特性/153
6.5增益和閾值計算/155
6.6太赫茲輸出特性/156
6.7太赫茲光束質量/157
6.8線寬壓縮/159
6.9腔內太赫茲參量放大技術在遠程譜中的應用/163
6.10ICTPO在遠程太赫茲譜中的應用潛力/165
6.11基于OPO源的太赫茲光譜儀/167
6.12結論/168
參考文獻/169
第7章太赫茲波的調控/173
7.1衍射光學/173
7.1.1設計透鏡/174
7.1.2太赫茲衍射光學的實例/176
7.2偏振控制/177
7.2.1基本理論/177
7.2.2巴比涅補償器/178
7.2.3人工電介質/178
7.2.4太赫茲波段的偏振控制實例/179
7.3太赫茲濾波器/181
7.3.1EBG的基本理論/182
7.3.2實現可調諧太赫茲濾波器/185
7.4超材料和表面等離子體共振/189
7.5總結/192
參考文獻/193
第8章太赫茲時域光譜的原理和應用/197
8.1引言/197
8.2太赫茲時域光譜的原理/199
8.3短電磁脈沖的產生和探測/200
8.4TDS裝置的特點/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典型的信號和裝置/206
8.5從太赫茲時域光譜測量中提取光學參數的原理/207
8.5.1時閾測量/208
8.5.2透射測量的光譜/209
8.5.3反射測量的光譜/210
8.6太赫茲時域光譜的應用實例/211
8.6.1亞波長(約λ / 100)薄膜分辨/211
8.6.2太赫茲域的超材料/215
8.7太赫茲時域光譜的不確定性和精度/218
8.8與FTIR測量的比較/221
8.9結論/222
參考文獻/223
第9章太赫茲安檢系統和安全性注意事項/227
9.1前言/227
9.2安全威脅和倫理問題/228
9.3物理原理/228
9.4對以往主題的回顧(2006—2010)/229
9.5接近市場可商用化系統的回顧/230
9.5.177 GHz相控陣雷達/230
9.5.2反射陣列/230
9.6新進展/230
9.6.1高頻雷達/230
9.6.2量子級聯激光器 /231
9.6.3冷卻的測輻射熱計/231
9.6.4光子的產生/231
9.6.5空氣擊穿相干探測/231
9.6.6CMOS/232
9.6.7硅鍺/232
9.7太赫茲安全性/232
9.7.1簡介/232
9.7.2主要實驗數據/234
9.7.3太赫茲頻段EMR與生物材料之間的相互影響機制/235
9.7.4曝光標準、支撐數據和實驗局限/236
9.7.5DNA“解鏈”和Frhlich假設/238
9.7.6太赫茲EMR的安全性/240
9.8結論/241
參考文獻/242
涵蓋太赫茲輻射和應用zui新進展
