第一部分 太赫兹成像、传感及通信技术基础
第1章 用于太赫兹波产生及检测的光电技术
1．1 引言
1．1．1 太赫兹源技术
1．1．2 光电太赫兹源
1．2 太赫兹探测器技术
1．2．1 零差探测器
1．2．2 外差探测器
1．2．3 光电探测器
1．3 太赫兹光导天线产生太赫兹信号
1．3．1 连续波模式
1．3．2 脉冲模式
1．3．3 库仑屏蔽效应和辐射屏蔽效应
1．4 太赫兹光导天线探测太赫兹信号
1．4．1 连续波模式
1．4．2 脉冲模式
1．4．3 连续波模式与脉冲模式的对比
1．5 非线性晶体中的参量互作用
1．6 非线性晶体中的差频混频
1．7 结论
1．8 参考文献
第2章 太赫兹波在塑料波导中的传输与传播
2．1 引言
2．2 基于塑料的太赫兹光纤光学的主要挑战
2．2．1 损耗
2．2．2 色散
2．2．3 亚波长光纤的封装
2．3 基于亚波长光纤的器件
2．3．1 基于光纤的太赫兹成像
2．3．2 定向耦合器和无损切断技术
2．4 空芯光纤
2．4．1 反谐振反射光纤
2．4．2 布拉格光纤
2．5 太赫兹复合材料
2．6 太赫兹波导的实验表征
2．7 结论
2．8 致谢
2．9 参考文献
第3章 太赫兹表面等离激元基础
3．1 引言
3．2 Drude模型
3．3 平面上的表面等离激元
3．3．1 色散
3．3．2 表面等离激元的特征长度：波长、传播长度及衰减长度
3．4 多层结构
3．4．1 薄层中的长程及短程表面等离激元
3．5 太赫兹等离激元的新趋势
3．5．1 穿孔金属上设计的表面等离激元
3．5．2 局域表面等离激元
3．6 致谢
3．7 参考文献
第4章 太赫兹近场成像及传感基础
4．1 引言
4．1．1 近场和远场
4．1．2 感生电偶极矩和感生磁偶极矩的辐射
4．2 太赫兹近场测量
4．3 不同亚波长孔的近场
4．3．1 圆孔近场成像
4．3．2 圆孔的有效偶极矩
4．3．3 方孔近场成像
4．3．4 矩形孔近场成像
4．3．5 矩形孔（纳米级宽度）近场成像
4．4 基尔霍夫近场估算公式
4．4．1 基尔霍夫公式和近场与远场间关系
4．4．2 纳米狭缝和纳米天线的近场估算
4．5 结论
4．6 参考文献
第5章 太赫兹场效应管
5．1 引言
5．2 低维结构中的等离子体波
5．2．1 体等离子体波
5．2．2 二维（2D）电子气
5．2．3 栅控2D电子气
5．2．4 线中的等离子体波
5．3 直流场效应晶体管稳态的不稳定性
5．3．1 倾斜模式和边缘发射
5．4 FET检测太赫兹辐射
5．4．1 高频体制
5．4．2 低频体制
5．4．3 特征长度
5．4．4 非线性机制
5．4．5 简化理论
5．4．6 现象学方法
5．5 FET的太赫兹辐射研究
5．5．1 回旋共振光谱仪
5．5．2 傅里叶变换光谱仪
5．5．3 太赫兹发射阈值
5．5．4 边缘发射
5．5．5 可调发射
5．5．6 讨论
5．6 FET太赫兹检测的实验研究
5．6．1 实验装置
5．6．2 光响应建模
5．6．3 栅极漏电流
5．6．4 温度依赖性
5．6．5 负载效应
5．6．6 最优长度选择
5．6．7 硅FET太赫兹检测
5．6．8 室温成像
5．6．9 谐振检测
5．6．10 谐振谱线展宽
5．6．11 沟道窄化
5．6．12 电流窄化
5．6．13 强磁场研究
5．7 结论
5．8 致谢
5．9 参考文献
第6章 太赫兹无线通信
6．1 引言
6．2 太赫兹无线通信的发展动因
6．3 通信中的大气传输
6．3．1 太赫兹辐射的方向性
6．3．2 闪烁对链路的恶化
6．3．3 包括雾、雨及雪在内的大气和自由空间衰减
6．4 太赫兹通信信道建模
6．4．1 室内
6．4．2 卫星-卫星／卫星-地面
6．4．3 隐蔽战场
6．5 太赫兹通信硬件：源和检测器
6．5．1 光电
6．5．2 微波倍频器
6．5．3 量子级联激光器
6．5．4 太赫兹集成电路
6．6 太赫兹调制器
6．6．1 决定于太赫兹发生器的调制方式
6．6．2 肖特基二极管混频系统
6．6．3 独立于太赫兹发生器的调制方式
6．6．4 用于太赫兹波束整形和控制的调制器
6．7 太赫兹信号调制格式
6．8 太赫兹通信系统实例
6．8．1 太赫兹光电通信系统
6．8．2 MMIC集成电路系统
6．8．3 量子级联激光器系统
6．8．4 微波倍频系统
6．9 太赫兹通信链路上的雨、雾和大气闪烁的实验表征
6．10 未来趋势
6．11 更多参考信息
6．12 致谢
6．13 参考文献
第二部分 太赫兹技术最新进展
第7章 太赫兹生物传感技术
7．1 引言
7．2 太赫兹传感水动力学
7．3 蛋白质传感
7．4 依赖结合态的传感
7．5 太赫兹频段的生物分子特征谐振
7．6 水介导太赫兹分子成像
7．7 结论
7．8 致谢
7．9 参考文献
第8章 太赫兹阵列成像仪：基于等离子体波的硅基MOSFET检测器实现太赫兹相机
8．1 引言
8．2 阻性混频——准静态分析
8．3 等离子体混频——流体动力学分析
8．3．1 器件模型
8．3．2 阻性混频机制
8．3．3 分布式阻性自混频体制
8．3．4 等离子体混频体制
8．4 互补型金属氧化物半导体（CMOS）场效应管用作太赫兹探测器的
相关技术、设计及实现
8．4．1 互补型金属氧化物半导体（CMOS）技术在太赫兹焦平面的应用
8．4．2 CMOS天线的集成
8．4．3 探测器设计和实现
8．5 场效应管探测器的表征和优化
8．5．1 电学和光学响应率
8．5．2 噪声等效功率（Noise-EquivalentPower，NEP）
8．5．3 响应时间
8．5．4 阻抗匹配和调谐的局限
8．5．5 一种器件表征方法
8．5．6 MOSFET太赫兹探测器结果
8．5．7 电流偏置响应率的增强
8．6 太赫兹相机的发展
8．6．1 一个50像素的阵列
8．6．2 10千像素虚拟相机的直接实时成像仿真
8．6．3 使用10千像素虚拟相机仿真的实时相干成像
8．7 太赫兹成像的其他焦平面技术概述
8．8 致谢
8．9 参考文献
第9章 亚波长等离子体结构中的太赫兹谐振场增强
9．1 引言
9．2 太赫兹频率下表面等离激元的基本原理
9．3 太赫兹波通过金属孔阵列的异常传输
9．3．1 通过光学薄金属孔径阵列的谐振传输特性
9．3．2 与金属介电常数相关的表面波传输特性
9．3．3 表面等离子体传感器：介质层对金属孔径阵列的影响
9．4 太赫兹表面等离激元的有源控制
9．4．1 硅光子晶体到金属孔径阵列的有源变换
9．4．2 具有超材料属性的混合等离子开关器件
9．4．3 超导等离子体
9．5 结论
9．6 参考文献
第10章 光纤耦合太赫兹时域光谱系统
10．1 引言
10．2 光纤导波
10．3 实验布局及系统特征
10．3．1 非线性效应
10．3．2 组件、测量头和系统
10．3．3 系统表征
10．4 基于光纤的太赫兹系统测量结果
10．4．1 角度相关性测试
10．4．2 在脉冲磁场下的回旋共振的高速测量
10．4．3 光纤耦合单片集成电路衰减全反射（ATR）传感器
10．5 光纤耦合太赫兹时域光谱与其他系统及技术的对比
10．5．1 基于光纤的脉冲系统——PicometrixInc
10．5．2 1．5 μm泵浦波长下的脉冲系统
10．5．3 光纤连续波（CW）系统
10．6 未来趋势及结论
10．7 参考文献
第11章 最新的太赫兹连续波光混频系统
11．1 引言
11．2 连续波发射机和探测器技术
11．2．1 砷化镓器件
11．2．2 InGaAs／InP器件
11．3 相干信号检测
11．3．1 光电调制器的相位变化
11．3．2 在光纤拉伸器中的相位变化
11．3．3 在控制频率步长相位变化
11．4 激光源
11．4．1 小节双分布反馈激光器（DFB）
11．4．2 双模和多模激光二极管
11．4．3 双波长光学参量振荡器
11．5 光混频连续波太赫兹系统选定的应用
11．5．1 痕量气体检测
11．5．2 固体的频谱分析
11．5．3 成像
11．6 结论
11．7 致谢
11．8 参考文献
第12章 太赫兹近场成像及传感的新技术
12．1 引言
12．2 最新太赫兹近场方法
12．3 新型微加工太赫兹近场探针
12．4 纳米光子学二阶非线性光波导的太赫兹近场探测分析
12．5 基于太赫兹时域反射测量法的集成电子学结构失效分析
12．6 用于光伏材料检测的自由载流子浓度高分辨成像
12．7 结论及未来趋势
12．8 参考文献
第13章 太赫兹纳米器件与纳米系统
13．1 引言
13．2 纳米级太赫兹探测器
13．2．1 超导体与半导体
13．2．2 碳纳米管
13．3 太赫兹近场成像仪
13．3．1 太赫兹近场成像
13．3．2 集成太赫兹近场成像仪
13．4 结论
13．5 致谢
13．6 参考文献
第14章 太赫兹集成器件与系统
14．1 太赫兹集成生物传感器芯片
14．1．1 传输线传感器
14．1．2 传输线传感器的结构与设计
14．1．3 太赫兹生物传感芯片的实验与结果
14．2 集成贴片天线的太赫兹振荡器
14．2．1 太赫兹半导体振荡器
14．2．2 RTD振荡器设计
14．3 共振隧穿二极管结果与讨论
14．4 参考文献
第15章 基于频率梳技术的太赫兹频率计量
15．1 引言
15．2 频率梳相干频率链接
15．3 太赫兹梳参考频谱分析仪
15．3．1 工作原理
15．3．2 实验装置
15．3．3 测试结果
15．4 光频梳参考太赫兹频率综合器
15．4．1 工作原理
15．4．2 实验装置
15．4．3 实验结果
15．5 太赫兹梳参考频谱测量仪
15．5．1 工作原理
15．5．2 实验装置
15．5．3 测试结果
15．6 结论及未来趋势
15．7 参考文献
第16章 太赫兹应用半导体材料的发展
16．1 引言
16．1．1 太赫兹辐射
16．2 宽带脉冲太赫兹辐射的产生与探测
16．3 光混频技术产生连续太赫兹辐射
16．4 半导体光导材料
16．4．1 低温GaAs
16．4．2 ErAs：GaAs超晶格
16．4．3 LT-In0．5 3Ga0．4 7As-In0．5 2AI0．4 8As
16．4．4 ErAs：In0．5 3Ga0．4 7As-Ir10．5 2Al0，48As
16．5 结论
16．6 致谢
16．7 参考文献
第三部分太赫兹技术的应用
第17章 太赫兹技术在层析成像和材料光谱分析中的应用：综述
17．1 引言
17．2 层析成像技术的应用
17．2．1 计算机辅助层析成像技术
17．2．2 飞行时间层析成像技术
17．3 粉末状化学制品的定量分析
17．4 结论
17．5 参考文献
第18章 太赫兹技术在航空航天工业中的应用
18．1 引言
18．2 基于透射式太赫兹时域光谱技术的飞机复合材料无损检测
18．2．1 理论与实验
18．2．2 结果与讨论
18．3 基于反射式太赫兹时域光谱技术的飞机复合材料无损检测
18．3．1 理论与实验
18．3．2 结果与讨论
18．4 航空应用中的太赫兹连续波无损成像
18．4．1 理论与实验
18．4．2 结果与讨论
18．5 玻璃纤维强化塑料无损成像对比
18．5．1 实验过程
18．5．2 比较
18．6 结论
18．7 参考文献
第19章 太赫兹技术在木制品行业中的应用
19．1 引言
19．2 概述
19．3 木材的结构和形态
19．3．1 软木
19．3．2 硬木
19．3．3 木材的化学成分
19．4 木材的远红外特性
19．5 太赫兹频段木材特性检测
19．6 定向刨花板行业中的太赫兹传感
19．6．1 0SB工艺
19．6．2 0SB工业的挑战
19．6．3 太赫兹方法
19．6．4 结论
19．7 未来趋势
19．8 参考文献
第20章 太赫兹技术在医药行业中的应用
20．1 引言
20．2 太赫兹时域光谱技术：光谱装置与分析
20．2．1 光谱装置
20．2．2 样品制备和数据分析
20．3 太赫兹时域光谱技术：识别、量化及分析
20．3．1 多晶型和水合物的识别和量化
20．3．2 固态相变分析
20．4 太赫兹时域成像技术：成像装置与分析
20．4．1 成像装置
20．4．2 数据分析和解释
20．4．3 药片和包衣的性能分析
20．5 太赫兹时域成像技术：过程监控、光谱成像及化学映射
20．5．1 制药过程监控
20．5．2 光谱成像和化学映射
20．6 结论及未来趋势
20．7 致谢
20．8 参考文献
第21章 太赫兹技术在艺术品保护中的应用
21．1 引言
21．1．1 文物科学中的太赫兹空隙
21．1．2 太赫兹波的优点
21．2 太赫兹波用于材料分析
21．2．1 谱数据库
21．2．2 实物的太赫兹光谱学
21．2．3 案例研究
21．3 太赫兹波用于艺术品内部结构观测
21．3．1 利用太赫兹时域光谱学（THz-TDS）系统进行无损截面观测
21．3．2 THz-TDS系统应用案例
21．4 太赫兹技术的未来发展：一种文物科学研究工具
21．5 参考文献
第22章 太赫兹技术在半导体行业中的应用
22．1 引言
22．1．1 电-光太赫兹脉冲反射仪（EOTPR）原理
22．2 电-光太赫兹脉冲反射仪特性
22．2．1 分辨率
22．2．2 上升时间
22．2．3 信噪比（SNR）
22．2．4 测量范围
22．2．5 波形解读
22．3 电一光太赫兹脉冲反射仪用于故障分析的实例
22．3．1 凸点连接错位
22．3．2 介质破裂所致断路故障
22．3．3 non-wet凸点
22．3．4 基底短路／泄漏故障
22．4 结论及未来趋势
22．5 参考文献
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