2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会在北京召开

　　教育装备采购网讯 2012年8月8-10日期间，由中国仪器仪表学会、“ 太赫兹光电子学教育部重点实验室”、《现代科学仪器》编辑部主办，中国分析测试协会、中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表学会农业仪器应用技术分会多家单位支持的“太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会”在北京紫玉饭店成功召开。

2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会现场

　　本次太赫兹会议旨在为太赫兹科学仪器研制开发提供技术交流平台、为太赫兹仪器选购提供技术咨询、为太赫兹仪器使用提供技术支撑，增进广大太赫兹工作者和支持太赫兹事业的人们之间的交流与合作，促进我国太赫兹事业更快速发展。会议汇集电子科技大学刘盛纲院士、天津大学姚建铨院士及太赫兹光电子学教育部重点实验室张存林主任等国内近百名太赫兹领域专家代表，交流太赫兹技术。教育装备采购网作为媒体参加了本次会议。

　　太赫兹波被誉为“改变未来世界的十大技术”，据预测，太赫兹在医学、安全和制造业领域相关产品的市场份额可达到数十亿美元。我国曾在2005年11月专门召开了“香山科技会议”，邀请国内多位在THz研究领域有影响的院士专门讨论我国THz事业的发展方向，并制定了我国THz技术的发展规划。

　　会议由太赫兹光电子学教育部重点实验室张存林主任主持，中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长吴幼华先生、电子科技大学刘盛纲院士先后为本次太赫兹会议做精彩开幕致辞。国家自然科学基金委员会信息科学部张兆田主任以《信息优先资助及基金资助工作》为题作报告，向参会者讲解将以新型毫米波与太赫兹器件、后摩尔时代的新型器件、高分辨率探测成像、传感网络与仿生感知基础、网络数据挖掘与理解、多机器人协调与仿生机器人、模式识别及人工智能与机器人、未来无线通信理论与技术、未来互联网与安全、艾级高性能计算机技术等领域为优先发展领域，基金资助项目的方针与以及以研究项目、人才项目、环境建设项目划分的格局。首都师范大学物理系、太赫兹光电子学教育部重点实验室张岩主任介绍了会议组织等相关情况。

中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长吴幼华先生致辞

电子科技大学刘盛纲院士致辞

国家自然科学基金委员会信息科学部张兆田主任以《信息优先资助及基金资助工作》为题作报告

首都师范大学物理系、太赫兹光电子学教育部重点实验室张岩主任介绍了会议组织等相关情况

　　报告会结束之后，与会代表参观了首都师范大学太赫兹光电子学教育部重点实验室，了解了实验室整体概况，并就相关仪器及其研究的课题同实验室工作人员进行了探讨沟通。首都师范大学太赫兹实验室于2001年正式成立，2006年被正式批准为北京市“太赫兹波谱与成像”重点实验室，经过多年的建设发展，逐步形成太赫兹波谱、太赫兹成像、太赫兹与红外无损检测、太赫兹与物质相互作用四个主要研究方向。

与会代表参观首都师范大学太赫兹光电子学教育部重点实验室

　　以下为此次会议中，部分发言人的报告。

　　精彩报告

　　张存林：打造国产太赫兹时域光谱仪

教育部重点实验室主任张存林教授作《基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发》报告

　　在刘盛纲院士的主持下，教育部重点实验室主任张存林教授以《基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发》为题讲解了其负责的国家重大科学仪器设备开发专项的项目工作进展。该项目由北京市科学技术委员会组织，大恒新纪元科技股份有限公司作为牵头单位，首都师范大学作为第一技术支撑单位。太赫兹光谱作为太赫兹应用技术之一，对经济社会发展及民生改善有支撑作用，而且产业化前景非常可观，据Thintri, Inc. 2010年度太赫兹市场报告预期，太赫兹在医学、安全和制造业领域相关产品的经济效益到2020年将可达到数千万至数亿美元，市场份额可达到数十亿美元，而张存林教授太赫兹时域光谱仪项目预期为中国带来经济效益数亿美元(以中国市场占10%的全球市场份额估算)，产品将拉动中关村高科技示范区高端仪器制造业及相关产业年约10亿元人民币的产值。项目融合宽普、高能量、小型化的趋势特点，以光谱范围0.1-10THz、光谱分辨率7.5GHz、太赫兹脉冲能量10μJ为技术指标，在现有原理样机的基础上进行完善来实现工程化，使整机性能指标达到国际先进水平，并预期实现在2014年小批量试产25台、2016年批量投产100台的目标。

　　马国宏：THz脉冲的波前控制以及各种THz光子学器件研究推动将THz技术应用到远红外光谱学

上海大学教授马国宏作《THz脉冲的产生于波前控制研究》报告

　　在题为《THz脉冲的产生于波前控制研究》报告中，上海大学教授马国宏讲解了THz的传输及与物质的相互作用、THz波的主动控制与被动控制方法、一维金属光栅和二维金属光栅结构。上海大学超快光子学实验室近年来在THz波的产生、THz的主动和被动控制、THz光子学和THz自旋电子学等方面都开展了一系列研究工作。

　　沈京玲：THz技术在毒品分析上的应用建立毒品太赫兹指纹谱数据库

首都师范大学沈京玲教授作《太赫兹光谱技术在毒品检测中的应用研究》报告

　　首都师范大学沈京玲教授以《太赫兹光谱技术在毒品检测中的应用研究》为题，讲解了太赫兹波基于毒品在太赫兹波段的特征吸收和纸张、织物、塑料、木头等多数包装材料在太赫兹波段的透明性，非常适于毒品检测和识别的无损检测应用。通过对各种毒品的样品分析，建立了太赫兹毒品检测数据库。目前首都师范大学可以应用太赫兹光谱和成像技术对毒品进行品种鉴定和含量分析，对隐藏在信封和包裹内的毒品进行探查，对毒品指纹谱进行分子层次的结构指认，建立了38种常见毒品太赫兹指纹谱数据库，研究各种包装条件下不同样品状态下及不同纯度对指纹谱的影响，建立了机遇指纹谱标准的品种识别方法和应用软件，开发了用于现场检测的可移动太赫兹时域光谱系统样机。

　　张文：THz技术在天文观测中的应用

中科院紫金山天文台副研究员张文作《太赫兹高灵敏度超导热电子探测器技术》报告

　　中科院紫金山天文台副研究员张文《太赫兹高灵敏度超导热电子探测器技术》为参会者分享了其在太赫兹超导热电子(HEB)混频器技术的机理研究、研制以及实际应用。由于太赫兹波段占有CMB后宇宙近50%光子能量等特点，决定了太赫兹波段适合观测正在形成的冷暗天体和天体内部。而中科院紫金山天文台在太赫兹超导HEB器件机理及特性研究方面，改进了超导HEB热电子混频器的热点模型，深入其机制理解，率先实现了4k闭环制冷环境下的超导HEB混频实验，精确分析了太赫兹超导HEB混频器量子噪声增强效应;在太赫兹超导HEB混频器研制方面，研制了国际上最高频率(5.3THz)天线耦合超导HEB混频器，灵敏度率先突破5倍量子噪声极限，还研制了满足天文观测等实际应用需求的超导HEB热电子混频器;在太赫兹超导混频器应用上，基于超导HEB和QCL实现了高灵敏度外差接收机，并成功掩饰了高频率分辨率的分子谱线监测，机遇高灵敏度太赫兹超导HEB混频器实现两种太赫兹光源锁相，成功研制南极五米太赫兹望远镜最高频段超导混合器原理芯片。

　　姚建铨：太赫兹技术的发展与波长和波谱测量仪器方向

天津大学姚建铨院士作《太赫兹技术及太赫兹仪器的发展趋势》报告

　　天津大学姚建铨院士以《太赫兹技术及太赫兹仪器的发展趋势》为题，讲解太赫兹技术国内外研究和应用概况、光学太赫兹(THz-Photonics)辐射源研究、太赫兹功能器件-微结构材料的应用以及对太赫兹技术发展的思考。同时，姚建铨院士还讲解了基于法布里-珀罗干涉仪的THz波长测试法及THz傅立叶变换光谱仪。波长测量的仪器按工作原理分主要分谐振式波长计、衍射式波长计、干涉式波长计，而在干涉式波长计(包括斐所干涉式波长计、迈克尔逊干涉式波长计、法布里-珀罗干涉式波长计)中，法布里-珀罗干涉式波长计以其结构简单、精密度高等优点成为太赫兹波波长测量中最常用的波长计。太赫兹波谱测量技术主要有基于飞秒超短激光脉冲的太赫兹时域光谱技术和傅立叶红外光谱技术。太赫兹时域光谱技术在3THz以下有测量优势，而目前已经比较成熟的基于迈克尔逊干涉仪的傅立叶红外光谱技术在10Thz以上的光谱测量中比较有优势。基于法布里-珀罗干涉仪的傅立叶变换光谱由于其多光束干涉导致高次谐波进而其光谱信息比较复杂，目前报道较少，但却是THz波谱测量技术的方向。

　　朱亦鸣：太赫兹光谱技术对假药识别和新药开发均有可行性

上海理工大学副院长朱亦鸣教授作《基于太赫兹技术的药物分析与检测》报告

　　上海理工大学副院长朱亦鸣教授《基于太赫兹技术的药物分析与检测》讲述了目前国内外现有关于假药检测的各种技术手段，元素含量测定的化学方法、基于生物质朴技术检测的生物方法、利用低场核磁共振仪的物理方法、采用元素分析和拉曼光谱分析的光谱方法，都不能有效检测出假药，无法做到在线式检测，而太赫兹光谱技术不但对各种药物鉴别率可达到90%，还能够做到无损检测，而且扫描速度可达到1s/片，能实现真正的在线检测和分析，再结合HIPHOP模型，可以进行药理基团解析，使得太赫兹光谱技术无论对假药识别还是新药开发，都具备很强大可行性。

　　赵卉：太赫兹技术应用涵盖石油行业整个产业链

中国石油大学（北京）赵卉博士作《太赫兹技术在油气光学中的应用》报告

　　中国石油大学（北京）油气光学研究•太赫兹技术与应用实验室赵卉博士在《太赫兹技术在油气光学中的应用》中阐释了油气光学“围绕国家能源战略，研究油气资源中的基础科学问题以及新技术在油气产业应用中的基础科学问题”的新时期学科建设定位，讲述该实验室针对国家重大需求，基于太赫兹波与油气物质相互作用的认知，研究开发油气资源与产品太赫兹可视化实时监测技术。目前该实验室油气资源与产品太赫兹光谱检测主要包括油气储层太赫兹探针表征、非常规天然气太赫兹光谱探测、井下流体识别太赫兹光谱实时检测、油气输运管道太赫兹观念光谱检测、油品理化性能太赫兹光谱预测，基本涵盖石油行业整个产业链。

　　谭智勇：THz辐射在通信技术中的的应用器件研究

中国科学院上海微系统与信息科技研究所谭智勇《太赫兹量子器件及其成像应用》报告

　　中国科学院上海微系统与信息科技研究所谭智勇《太赫兹量子器件及其成像应用》讲解了THz辐射的特点，包括能够覆盖多数物质指纹谱，可以用于实现分子级别的物质鉴别;生物安全性高，可用于活体检查;通信带宽宽、定向性好，适用于大容量通信及局域保密通信等;高精度成像与非接触式无损检测等。在关于THz辐射的产生与探测上，从物理方面研究了用于THz辐射产生的THz量子级联激光器和THz辐射探测用THz量子阱探测器两种重要器件，更独立发展了针对THz QCL的蒙特-卡洛模拟方法，并将其应用于器件优化设计中。针对应用需求，中国科学院上海微系统与信息科技研究所研制了多个不同激射波长的THz QCL器件和正入射THz QWP原型器件。中国科学院上海微系统与信息科技研究所还建立了针对THz量子器件的光电测试系统和平台，并在THz成像方面开展了一些研究工作。THz量子级联激光器基于电子从高能及跃迁到低能级释放出THz辐射的原理，而量子级联新结构的应用使得激光器的激射波长从红外波段扩展到THz波段。THz量子阱探测器技术方面，在考虑了多体效应对THz QWP响应峰位影响后，设计误差从30%减小到约5%;在考虑电子-电子相互作用后，器件内势垒边与第一激发态之间能量差出现显著变化，油气是在长波长波段，切得到的峰值探测频率值更接近实际结果，为器件设计提供了更好的理论基础;通过对透射式光栅耦合THz QWP研究发现，采用经典衍射方程设计并制备了一维金属光栅耦合THz QWP,优化了光栅结构参数，优化后器件响应率提高了近三倍，为基于THz QWP焦平面阵列的应用如高速THz实时成像奠定了基础;在入射器件光电流谱计算上，发现光栅耦合入射比45度角入射THz光的吸收强近30倍，而且金属腔比金属光栅更能增强对THz光的吸收能力(金属腔结构吸收系数比45度角结构增强近100倍)。

　　胡伟东：3D太赫兹成像研究

北京理工大学毫米波与太赫兹波技术北京市重点实验室胡伟东教授作《Progress in the Terahertz Pulse 3D Imaging System (220GHz)》报告

　　北京理工大学毫米波与太赫兹波技术北京市重点实验室胡伟东教授《Progress in the Terahertz Pulse 3D Imaging System (220GHz)》讲解了太赫兹主动式成像的国内外现状、成像系统的构建和实验结果、3D太赫兹成像研究进展及太赫兹器件研究。

　　田兆硕：THz激光F-P片研究奠定THz波波长测量仪器基础

哈尔滨工业大学(威海)信息光电子研究所田兆硕教授作《THz激光F-P片旋转透过率研究》报告

　　哈尔滨工业大学(威海)信息光电子研究所田兆硕教授作《THz激光F-P片旋转透过率研究》报告，通过对金属光栅F-P片干涉仪研究，提出用旋转F-P片方法测量THz辐射波长，理论上计算了THz激光通过旋转F-P片的透过率曲线，研制了全金属高重复频率光泵THz激光器，测量了THz激光通过旋转锗片及硅片的透过率，并对实验结果与理论曲线进行比较，还研制了旋转F-P激光波长自动测量系统，并用CO2激光验证了系统工作的可行性，为进一步研制THz波波长测量仪器奠定了基础。

　　朱礼国：THz技术与太阳能光伏材料的相关研究及光生载流子动力学

中国工程物理研究院流体物理研究所助研朱礼国作《超快太赫兹光谱在研究太阳能光伏材料中的应用》报告

　　中国工程物理研究院流体物理研究所助研朱礼国在《超快太赫兹光谱在研究太阳能光伏材料中的应用》报告中，通过对硅基光伏材料的研究，认识目前的机遇与困境，介绍超快太赫兹光谱即时间分辨太赫兹波时域光谱的原理及优势，对硅纳米线阵列中光生载流子动力学进行研究，探索太赫兹光谱对硅纳米线阵列光电转化效率提高的指导意义。

　　赵国忠：宽带太赫兹辐射源研究

首都师范大学教授赵国忠作《太赫兹波产生探测及时域光谱技术》报告

　　首都师范大学教授赵国忠《太赫兹波产生探测及时域光谱技术》讲述太赫兹辐射源的分类以及研究动机与背景。太赫兹光谱应用中以获得宽带太赫兹辐射为至关重要，而目前实验室以光整流和光电导天线为主获得宽带太赫兹辐射源，由于光电导天线太赫兹辐射具有较强辐射输出功率，半导体表面辐射提供方便的宽带太赫兹源，使得进一步的研究非常必要。在器件研究中，赵国忠教授课题组提出富含缺陷的氮化铟有望代替砷化铟成为高效、实用的宽带太赫兹辐射源，还指出太赫兹发射光学的研究也有助于探索半导体表面和内部的载流子动力学。

中国计量科学研究院博士孙青作《太赫兹光谱与功率计量技术》报告

　　还有，中国计量科学研究院博士孙青为大家作了《太赫兹光谱与功率计量技术》的报告。另有来自脉动科技有限公司陆明、安捷伦科技(中国)有限公司叶伟斌、先锋科技股份有限公司Albert Redo-Sanchez(Zomega品牌)、先锋科技股份有限公司Parric Tekavec(Microtech品牌)、顶尖科仪(中国)股份有限公司贺雪鹏讲解各自公司太赫兹产品的特点及研发情况。

脉动科技有限公司陆明作《固态THz技术和异步光学采用THz时域光谱技术》报告