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IRMMW-THz2019总结
发布时间:2019-10-15 18:30:24 阅读:185

来源:电子科技大学太赫兹研究中心 胡旻

图1本届大会主席Carlo Sirtori和 Jerome Tignon宣布会议开幕

    第44届红外毫米波太赫兹国际会议于2019年9月1日-6日在法国巴黎举行。这次会议共有950人参会,达到了空前规模的,而绝大多数报告的内容都与太赫兹相关。国际红外毫米波太赫兹会议已成为国际上太赫兹领域会人数最多、规模最大、涉及太赫兹研究领域最全面的会议。本文将对本次会议做一个简略的总结,分享给大家。

    一、会议数据及分析

    本次会议的程序委员会工作非常出色,精心设计安排了整个会议流程,体现了太赫兹的最新发展动态,同时最大程度保证了本次会议的报告质量。根据会议组委会发布的数据,大会总共收到了1015篇投稿,拒稿率约为12%,最后遴选出10篇大会特邀报告(Plenary talk),78篇分会特邀报告(Invited keynote),374篇常规口头报告(Oral)以及445个展览报告(Poster),大会设置了80个主题(session)。

    会议的大会特邀报告,通常被认为是太赫兹领域最新成果的展现,以及未来太赫兹发展的风向标。本次会议的10个大会特邀报告,所涵盖的太赫兹研究领域非常广泛,涉及到了太赫兹辐射源,太赫兹检测器,太赫兹物理,太赫兹成像应用以及生物检测。从本次会议的大会特邀报告可以看出,本次会议的报告涵盖面较为均衡,太赫兹研究的核心关键点依旧在太赫兹辐射源和太赫兹检测器的突破,与此同时太赫兹的应用场景也得以全面的铺开,而太赫兹与新型材料结合产生的新的物理特性也成为太赫兹以及材料领域共同的关注点。在太赫兹辐射源方面,包括了同步辐射产生太赫兹及应用“Enlarging the frontiers of research in the IR/mm range using synchrotron radiation",量子级联激光器"High-resolution THz spectroscopy with QCLs: from lab to space,和光泵浦产生太赫兹"Optically-pumped terahertz sources and applications",在太赫兹检测器,包括了太赫兹室温探测器 “Fast and sensitive bolometric terahertz detection at room temperature through thermomechanical transduction”. 在太赫兹应用场景方面,主要有远程成像通信“Building blocks and concepts for THz remote sensing and communications”以及生物应用"THz instrumentation and analysis techniques for biomedical research两大方向,而太赫兹物理方面则包括了,太赫兹约瑟夫等离子体激元"Terahertz Josephson plasmonics: controlling quantum excitations of layered superconductors,石墨烯的太赫兹非线性 "Terahertz physics of graphene possibly the most nonlinear material we know,量子材料的太赫兹红外纳米特性"Quantum materials: Insights from THz and infrared nano-optics。

    二、各分论坛数据统计

图2 大会分论坛设置

    此会议分论坛的设置可谓独具匠心,程序委员会将太赫兹的领域划分的比较细致,这样尽最大可能的使得参会人员能够准确的了解和倾听相关报告,即使是刚刚进入太赫兹领域。这其中包括了一些主题非常细化的分论坛,如太赫兹自旋电子学,太赫兹相机,太赫兹薄膜及表面材料学,太赫兹水。由此可见本次会议的程序委员会是颇发挥了一番心思来设置这些题目topic,这也从另一个侧面反映出当前太赫兹的研究已经进入到了非常深入、分工细化的阶段。

图3 三类主要分论坛(源、材料、器件)

    从本次会议的分会设置情况来看材料科学是太赫兹研究的一个重点,这其中超材料(Metamaterials)包含了6个分论坛,材料(Materials)包括了2个分论坛,太赫兹的辐射源依旧是研究的重点,其中自由电子(名称细化后变成了Gyrotron回旋管论坛)包括了5个分论坛以及3个自由电子激光(FEL)分论坛,而固态电子器件(Solid State)包括了6个分论坛,量子级联激光器(QCL)包括了4个分论坛,非线性产生太赫兹(NLO Generation)2个分论坛,可见太赫兹辐射源依旧是太赫兹研究的热点和重心。而器件的研究也是太赫兹的另一个重点,这包括光导器件、电子超导器件、太赫兹器件等等器件,一共有9个分论坛,这还不包括太赫兹波导、太赫兹传输、太赫兹调制器等一系列功能器件,这些器件往往会出现在超材料等分论坛中。本次会议还包括了太赫兹的诸多应用研究领域,这些领域既包括,传统的太赫兹雷达通信、安全以及工业应用,还包括了最近热门的太赫兹生物医学,太赫兹近场等,还有产业化较为成熟的太赫兹科研仪器设备,如太赫兹相机、太赫兹天文仪器,太赫兹生物仪器等。可见目前太赫兹的研究,既包括基础研究,这包括辐射源探测器的基础研究,也包括功能器件的研发,以及太赫兹应用和仪器设备的研制。

    从报告内容上来看,每一个方向的研究,已经非常的深入,不像若干年前太赫兹的研究,还处于比较初级的阶段,研究的问题还不够深入。以太赫兹近场成像研究为例,在若干年前,这些研究还仅限于利用近场系统进行简单的成像或成谱,虽然这在当时已经是太赫兹的最新研究方法了。而本次会议太赫兹近场两个分论坛中,已经有很多报告是研究近场探针对散射信号的影响这类基础性的问题,以及近场在生物医学等复杂环境中的运用。总之,太赫兹的研究发展地非常迅速,这个迅速既包括基础研究的迅速发展,又包括太赫兹与多学科的交叉融合非常迅速。

    三、各国参会情况

图4 各国参会人数比例

    本次会议中国大陆地区的参会人数到达了20%,200人左右,成为了本次会议参会人数最多的地区,这也是近几年来中国大陆地区第一次成为这一会议最大的参与者,这与我国太赫兹研究的蓬勃发展是一致的。本次会议第二大参会国家是占比12%的俄罗斯,这也大大出乎大家的意料,而俄罗斯的研究领域除了传统电真空器件等大型装置器件外,也在向材料等方向拓展,这也大大出乎预料,俄罗斯成为了太赫兹领域新崛起的一支不可忽视的新生力量。而德国和日本依次排在参会国家人数列表之后,这与之前几届会议大体一致,而这两国也是太赫兹领域研究的传统强国。美国这次仅仅以6%的参会人数位列第七位,虽然会议国际委员会中美国委员众多,但是美国排名和参会人数再度下滑,会议的总秘书长JPL的Peter Siegel给予的解释是美国科研投入持续减少,从GDP的2%下降到了0.6%,而且出国开会费用严重不足,虽然参会人数减少,但是美国的太赫兹研究依旧在该领域占据非常重要的位置,后面我们会给出详细的分析。欧洲的其他国家,法国、英国、意大利和瑞士在本次会议上也做了许多非常精彩的口头报告和分会邀请报告,报告质量非常不错,展示出目前欧洲在太赫兹领域研究的前瞻性。另外,亚洲的韩国和印度也是本次会议的中坚力量。

    我们简略统计了一下各个国家在分会论坛方面的表现,其中中国(包括中国香港和中国台湾,尚未发现来自中国澳门的参会者)学者共做了6篇分会邀请报告和44篇口头报告,俄罗斯共有4篇分会特邀报告和35篇口头报告,日本有13篇分会特邀报告(各国之最)和41篇口头报告,德国有10篇分会特邀报告和62篇口头报告(各国之最),美国有8篇分会特邀报告和30篇口头报告。这一统计只统计了报告人或第一作者的国籍,其中有很多工作是由多国合作完成的,这里遗憾无法详细统计。

表1 各国在太赫兹主要领域的分会报告统计

    根据一些太赫兹主要研究领域的统计如上表所示。虽然,仅仅依据报告类别评价一个国家的太赫兹水平不够全面客观,但是这一数据还是大体能够反映整体水平。从上表可以看出,我国太赫兹研究在太赫兹各个领域都有所涉及,(虽然在固态器件领域我国报告为零,但我国在这一领域有电子科大、中电13所、中电41所、中电38所、微太中心等多家研究单位,由于与其他会议UCMMT、欧洲微波周等冲突,故缺席本次会议),这表明我国太赫兹研究涵盖面非常广,我国与国际上太赫兹研究基本同步。同时,海外还活跃着许多优秀的华人科学家和访学专业人士,他们的研究同样非常出色。因此可以说我国的太赫兹发展在国际上具有非常高的地位。特别是我国太赫兹的研究中Metamaterials、Gyrotron等热门研究领域表现非常亮眼,说明我国研究学者对元器件重视和不断探索。略显不足的是我国在一些基础研究领域和器件研制方面相比美国日本德国甚至俄罗斯还有所欠缺,例如材料生长、微纳加工、器件商业化以及科技成果转化等。这从参展商便可看出,30家参展设备商我国只有大恒光电1家。

    俄罗斯作为第二大参会国,在本届会议上有不少亮眼的表现,特别是一些材料、生物、超快激光方面,俄罗斯后来居上,给人眼前一亮的感觉。日本和德国依旧是太赫兹科技强国,无论是参会报告数量和质量,还是设备商都是位列前茅,特别是在一些被认为较为成熟的太赫兹研究领域,依旧有一批具有工匠精神的深入研究,这是我国需要加强学习的地方。美国的参会人数虽然少,但是美国科学家的研究依旧具有很高的科学价值,而且美国的太赫兹研究在向实用化方向发展,报告大多涉及太赫兹器件在重要系统中的应用等,或许随着研究经费的减少,美国的太赫兹研究会更多向实用和商业化方向拓展。

    四、设备展销商

图 5 参展设备商

    本届会议的参展商共有33家,与往年会议基本持平,太赫兹领域的许多大公司一如既往的带来了他们最新最好的产品,今年也出现了许多新的公司和新产品,例如i2S带来了太赫兹相机,Vmicro SAS推出了近场探针。有意思的是,会议的参展商大多都是光学领域转向太赫兹的,而从微波向太赫兹发展的或许只有VDI和ACST两家。当然,太赫兹设备商的一个最大的特点还是他们大多都是科技孵化出来的,科技向产业的转化也是我们值得学习的地方。

    五、小结

    第44届红外毫米波太赫兹国际会议可以被认为是历次会议中举办最为成功的一次会议,参会人数、报告规模以及报告质量都达到了一个新的高度。本次会议表明太赫兹的研究已经进入了基础研究、器件研制、应用开发和商业化并重的阶段,推动太赫兹发展依旧需要基础科学的突破和多学科的交叉融合。太赫兹作为一个频段,作为频谱资源,依旧有着其光明的未来。我国的太赫兹研究与国际发展同步,水平相当,加大太赫兹基础研究力度和应用场景的开发利用,形成产学研为一体的创新链条,依旧是今后我国太赫兹面临的主要问题。太赫兹,机遇与挑战并存。

    六、展望

    下届会议将于2020年9月13-18日在美国水牛城举办,由纽约州立大学布法罗分校承办,会议主席是著名的太赫兹生物科学家Andrea Markelz,考虑到一些特殊的原因,可能本届会议的两大主力中国和俄罗斯无法保证能够参会,所以会议的规模可能会略有缩小。不过会议主席Andrea表示,他们会提早开启投稿审稿和发放邀请信环节,希望大家能够早点投稿。

    再下一届的会议将会移师中国成都,会议将于2021年9月12-17日举行,会议主席是中国太赫兹泰斗刘盛纲院士,热忱的欢迎大家届时光临蓉城。

    2022年会议花落荷兰鹿特丹。

    以上愚见,与大家分享交流探讨,欢迎批评指正。

——电子科技大学太赫兹研究中心 胡旻

 
 

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