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2019年第二季度太赫兹行业资讯

发布时间:2019-08-09 浏览次数:7368

          2019年第二季度太赫兹 

行业资讯


Welcome to THz world in the second quarter


— Next Ray , T-ray—


从太赫兹产业整个2019的上半年的发展来看,可用“精彩纷呈”四个字形容。

从产业发展布局、科技研发投资、国际内外交流等等方面,太赫兹已呈现出它独有的魅力。

2005年11月"香山科技会议"后,我国制定了太赫兹发展规划,这一革命性的技术武器开始在各个领域发挥它的作用。

2019年里,随着各个国家学者、研究机构等不断突破技术瓶颈,加强学术交流,将太赫兹向产业化方向推进,拓宽应用领域,将科技成果与市场密切结合。

THz研究领域的开拓者之一,美国著名学者张希成博士称:"Next ray,T-Ray !"

科学家们利用太赫兹等离子体技术

开发出可调谐生物成像装置


东京工业大学(Tokyo Tech)的研究人员开发了一种易于使用的、可调谐的太赫兹系列生物传感器。使用新装置获得的小鼠器官图像验证了传感器能够区分不同组织。这项成果扩大了太赫兹在生物分析和未来诊断中的应用可能性。

    等离子体电子学是安全、传感和医疗领域中应用于设备的热门技术。它们包括利用被称为表面等离子体的金属中自由电子的激发。等离子体材料最有前景的应用之一是超灵敏生物传感器的发展。


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对小鼠皮肤、心脏、肾脏、肺部、脾脏、大脑和股骨的器官组织切片进行THz医学检查。通过旋转SBE测量透射光谱。光谱显示器官组织具有不同的透射峰特征。来源:科学报告(Scientific Reports




铁磁纳米粒子系统有望应用于

超高速自旋电子学


《应用物理学快报》杂志上报道说,研究小组最初的发现激发了他们探索嵌在半导体中的铁磁性纳米颗粒。他们的理论是,由于太赫兹脉冲在半导体中传播时的能量损失很小,太赫兹脉冲的电场可以有效地应用于每个纳米颗粒。

 研究人员成功地获得了高达饱和磁化强度20%的大调制,并得出结论,太赫兹脉冲的电场分量在大调制中起着关键作用。


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太赫兹泵浦脉冲聚焦于嵌入铁磁纳米颗粒的半导体样品表面,探针脉冲检测“激发”动力学。用太赫兹泵浦脉冲辐照观察到高达20%的磁化强度的大调制。图片来源:Ohya Laboratory


东京大学副教授ShinobuOhya说:“到目前为止,铁磁性金属薄膜已被用于研究太赫兹对磁化的调制。目前报道的调制比通常小于饱和磁化强度的约1%。”




研究人员利用高激发的里德堡态原子

实现高速太赫兹成像系统


据麦姆斯咨询报道,英国达勒姆大学(University of Durham)的研究人员创建了一种新的成像系统,该系统在室温下利用原子蒸气激发将太赫兹辐射转换为可见光。该系统可以使用传统的高速摄像机快速有效地获取太赫兹图像,而且新技术也让太赫兹辐射的应用开发变得更容易。

低速和噪音问题

太赫兹辐射在0.5 THz处显现出尖锐的共振响应,而其他频率的太赫兹辐射不会被探测到。因此,与其他探测太赫兹光子的技术不同,该技术可以可靠地从广谱热噪声中挑出窄带信号,而且探测灵敏度大约是其他技术100倍。

双色成像

研究人员当前能够获得的太赫兹成像速度可达到每秒3000帧。他们还在继续优化他们的设备,并且相信从理论上采集数据的帧速率应该可以达到1 MHz。另外,他们还热衷于拓展其他方面的研究,例如探测其他频率的太赫兹辐射,以及双色太赫兹成像。




科学家利用光脉冲发明的

无能量超高速计算


当今的数据中心服务器消耗全球2%到5%的电力,数据存储过程中产生的热量反过来需要更多的电力来冷却服务器。

    这个能源消耗问题相当严重,微软甚至将数百个数据中心服务沉入大海,试图让它们保持凉爽并降低成本。

本发明使用磁铁来记录计算机数据,几乎零消耗能量,解决了如何在不伴随高能量成本的情况下创造更快的数据处理速度的难题。

研究人员用超短光脉冲(持续时间为皮秒)在远红外线(太赫兹光谱范围)频率下对磁铁进行脉冲, 这种新方案速度快,而且效率高,并且磁铁的温度几乎不会升高。

    然而,即使是目前最强的太赫兹光源也无法提供足够强的脉冲来改变磁铁的方向。

    这一突破是利用该团队发现的自旋与太赫兹电场耦合的有效相互作用机制来实现的。

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通过使用超短的光脉冲可以非常经济地将磁铁从一个稳定的方向(红色箭头)切换到另一个方向(白色箭头)。这一概念使信息存储速度极快,具有前所未有的能效。图片来源:© Brad Baxley (parttowhole.com)




平衡光束:热机微机械

检测太赫兹辐射


在一项太赫兹探测领域的突破性进展中,东京大学的研究人员和同事们发明了一种热机械装置,它可以灵敏快速地感知光谱太赫兹区域的辐射,而无需对低温进行剧烈冷却如-270℃。这种装置可能为THz技术打开了一系列新的应用模式,如THz摄像机。

通讯作者平川(Kazuhiko Hirakawa)说:“使用砷化镓制成的双钳制微电子机械束,我们可以在室温下有效地感知THz辐射。这种结构特别有效,因为它可以很快检测到THz辐射,通常比其他传统的室温热THz传感器快100倍。”

    这种新方法比现有的检测THz辐射的替代方法有很多的优势。它可以在室温下工作而不需要冷却,这使它适合于各种实际应用。它也非常敏感,能探测到辐射,而辐射引起的温度变化只有百万分之一度。




微型太赫兹电子加速器:

创造新世界纪录!


据德国电子同步加速器研究所(DESY)官网近日报道,该校在实验型微型粒子加速器领域创造了一项新的世界纪录。史上首次,这种太赫兹驱动的加速器将注入电子的能量提高了一倍多。

  DESY超高速光学与X射线研究组的领头人 Franz Kärtner 强调称:“这一成果代表朝着具体实现太赫兹驱动的加速器迈出了关键一步。”

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两段式微型加速器在太赫兹辐射(红色)下运作。第一步(左),电子束(蓝色)被压缩;第二步(右),电子束被加速。两个单独的元件每个大约是两厘米宽。(图片来源:DESY, Gesine Born)


在2019年的上半年里,太赫兹科学技术研究和产业化发展保持较快发展势头,这个半年里,信息经济在国民GDP中占得头席,而依托于信息经济的各种载体,包括微电子、集成电路等产业都得到协同共进。

在经济全球化的发展下,商品、资本、技术迅速流通太赫兹相关国际交流也在稳步推进,各个国家的学者、研究机构都在为推动太赫兹科研创新尽心尽力。

从2005到2019年,中国的太赫兹研究从香山科学会议出发,紧跟科技发展大趋势,与国际同行携手,推动太赫兹领域开放、合作、交流、共享,我们一直在路上。




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