前言 1
目录 1
第一章 太赫兹辐射理论概要 1
1.1太赫兹辐射 1
THz空隙 1
THz电磁波的性质 3
1.2THz电磁波的产生 5
宽频带的THz辐射源 5
窄频带的THz辐射源 15
连续太赫兹辐射源 20
1.3THz电磁波的探测 22
光电导取样 23
电光取样 24
热辐射测量仪 29
1.4THz波段的元器件 30
THz准直聚焦元件 30
偏振分光元件 33
光子晶体功能器件 35
参考文献 37
第二章 太赫兹时域光谱技术 43
2.1太赫兹时域光谱技术的特点 43
2.2THz时域光谱系统 44
透射式THz-TDS技术 44
反射式THz-TDS技术 46
差异THz-TDS技术 47
激发光泵浦—THz探测技术 49
2.3THz-TDS提取材料光学常数的原理 50
透射式THz-TDS提取材料光学常数的原理 50
反射式THz-TDS提取材料光学常数的原理 52
有基底时THz-TDS提取材料光学常数的原理 54
差分型THz-TDS提取材料光学常数的原理 56
材料其他参数的提取方法 57
2.4透射型THz-TDS的数据处理 61
洛伦兹色散理论 61
PbS纳米颗粒的THz-TDS测量及分析 63
2.5THz-TDS技术在材料分析与测试中的应用 66
THz-TDS在生物学中的应用 67
THz-TDS在化学及相关领域中的应用 69
THz-TDS在半导体材料中的应用 71
参考文献 75
第三章 衍射受限太赫兹成像 80
3.1逐点扫描成像法 80
实验装置介绍 80
成像分辨率 81
成像显示模式 86
数据获取时间 90
3.2反射式逐点扫描成像法 95
实验装置介绍 96
数据处理 97
深度分辨率 100
3.3太赫兹层析成像技术 104
THz-CT技术的基本原理 105
THz-CT成像的理论模型 106
THz-CT系统研究 110
THz-CT技术的数据处理 113
THz-CT的应用 114
3.4太赫兹实时成像 115
利用电光晶体和CCD实现实时成像 115
利用啁啾脉冲技术进行的THz实时成像 116
3.5连续太赫兹成像 117
连续THz波成像系统装置 118
连续THz波成像的数据处理 121
应用 123
参考文献 124
第四章 超衍射受限太赫兹成像 127
4.1近场光学的基本原理 127
近场光学突破衍射极限的原理 128
近场探测提高通光量的原理 129
4.2亚波长小孔型THz近场成像 130
金属锥形小孔 130
集成金属小孔 132
存在问题 133
4.3动态小孔THz近场成像 136
实验装置 136
成像结果 138
存在问题 139
4.4亚波长辐射源型近场THz成像 140
ZnTe晶体作为发射源限制的近场显微镜 140
GaAs晶体作为发射源限制的近场显微镜 142
集成电路板作为发射源限制的近场显微镜 150
探测器限制的太赫兹波近场显微镜 150
4.5亚波长探针型近场THz成像 152
针尖散射式THz近场成像 152
针尖吸收式THz近场成像 153
探针与电光晶体型THz近场成像 155
太赫兹发射显微技术 156
4.6近场THz成像技术存在的问题 157
参考文献 157
第五章THz成像技术的应用 161
5.1在生物医学中的应用 161
在牙科中的应用 161
在皮肤科中的应用 162
查找其他癌变 163
在生物领域中的应用 164
5.2在安全领域中的应用 166
在探测隐蔽武器方面的应用 166
毒品、炸药等危险药品的检测与区分 167
5.3在工业工程方面的应用 169
在封装检测方面的应用 169
在生命科学方面的应用 170
5.4挑战与展望 172
参考文献 173
附录A闪锌矿晶体作为辐射源和探测晶体 175
A.1 （110）晶向闪锌矿晶体 175
A.1.1（110）晶向闪锌矿晶体作为THz辐射源 175
A.1.2（110）晶向闪锌矿晶体作为电光晶体 178
A.2 （111）晶向闪锌矿晶体 181
A.2.1（111）晶向闪锌矿晶体作为THz辐射源 181
A.2.2（111）晶向闪锌矿晶体作为电光晶体 183
A.3（100）晶向闪锌矿晶体 186
A.3.1（100）晶向闪锌矿晶体作为THz辐射源 186
A.3.2（100）晶向闪锌矿晶体作为电光晶体 187
附录B 材料参数提取的原理及方法 189
B.1透射型THz-TDS提取材料光学常数的原理 189
B.2反射型THz-TDS提取材料光学常数的原理 197
B.3有基底时THz-TDS提取材料光学常数的原理 201
B.4差分型THz-TDS提取材料光学常数的原理 206
附录C Gouy相移 210
C.1Gouy相移 210
C.2Gouy相移引起的表观超光速现象 212