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2015太赫兹科技发展回顾——代新年贺词
发布时间:2015-12-27 12:05:58 阅读:9593

来源:太赫兹科学技术战略研究基地、中国太赫兹研发网、《太赫兹科学与技术》国际在线杂志 杨平

    时光荏苒,2015正与我们渐行渐远;风云变幻,太赫兹领域仍在不断向前。我们总需要一个时刻安静下来,看看曾经的日子,盘点领域的变化,梳理年度的印记,感受变革的力量,方才——“静而能安,安而能虑,虑而能得,得而能进”……让我们一起回望来路,坚定前行!
 
1、上海师范大学THz课题组成功开发基于新型光伏材料CZTSe的高输出THz表面发生器
    上海师范大学副研究员赵振宇博士领导的THz课题组和日本福井大学远红外研究中心、日本佐贺大学同步辐射应用研究中心的专家协作攻关,原创性开发成功了基于新型光伏材料CZTSe的高输出THz表面发生器。

2、太赫兹频段三维成像代数重建法
    中国上海微系统与信息技术研究所和复旦大学的研究人员采用代数重建法(ART)进行了太赫兹频段的3D成像。研究人员基于太赫兹量子级联激光器(QCL)和量子阱光谱探测仪,结合计算机X射线断层成像(CT),研发了其相关技术。

3、太赫兹脉冲波形校准系统国内首次研建
    航天科工二院203所通过开展“太赫兹电脉冲产生与测量技术预先研究”项目,在国内率先具备太赫兹脉冲波形的校准能力。

4、红外光和太赫兹 在有毒气体检测方面取得傲人成绩
    杜克大学、美国陆军航空和导弹研究发展工程中心(AMRDEC)的科学家们结合红外光和太赫兹辐射(T-ray),在有毒气体检测方面取得傲人的成就。这项技术甚至能够探测出空气中很微量的有害气体——从化学品泄露影响到神经毒气袭击——检测距离可达1公里。

5、南京大学现代工程与应用科学学院陆延青、胡伟等在太赫兹电光元器件方面取得重要进展
    南京大学现代工程与应用科学学院陆延青教授研究组在利用液晶实现宽带可调太赫兹波片的研究中取得重要进展。实现了液晶材料与THz技术的完美结合,在THz通信、传感探测、分析、成像等领域具有广泛的应用前景。

6、上海理工大学在超宽频太赫兹吸收器件研究上取得进展
    太赫兹科学协同创新中心协同单位——上海理工大学的光电信息与计算机工程学院下属超快光电子与太赫兹实验室臧小飞副教授、朱亦鸣教授在庄松林院士的指导下,利用重掺杂硅制备实现超宽频太赫兹吸收器的研究取得重要进展。太赫兹吸收器在太赫兹成像、探测、传感、通讯、太赫兹波调制等方面均有重要应用。

7、紫金山天文台等首次实现太赫兹超导热电子混频器与量子级联激光器高集成度外差混频接收机
    中科院紫金山天文台、中科院射电天文重点实验室史生才团队与中科院上海技术物理所徐刚毅团队、以及法国IEF实验室RaffaeleColombelli团队和英国剑桥大学Cavendish实验室David A. Ritchie团队合作,在国际上率先实现了同一4K低温环境下基于2.7 THz量子级联激光器泵浦的高集成度超导热电子外差混频接收机。该成果为研制实用的太赫兹/远红外高光谱分辨率探测系统打下重要基础,也拓展了低功耗太赫兹单模QCL的应用方向,在我国南极天文台计划及未来太赫兹空间计划中有重要应用前景。

8、太赫兹测试技术获得突破性进展-中国电科41所微波毫米波测量仪器测试频率达到500GHz
    中国电科41所500GHz频段的信号发生器、矢量网络分析仪通过年度验收,标志着我国微波毫米波测量仪器使用频率得到进一步拓展,总体技术指标达到国际先进水平。

9、CeBIT2015现场,电科发布世界首个太赫兹安检系统解决方案
    中国电子科技集团公司在2015汉诺威消费电子、信息及通信博览会(CeBIT)中国中央展区召开新闻媒体见面会,正式发布Terasnap非接触式人体安检系统解决方案。这是世界上第一个基于被动式太赫兹技术的综合安检系统级应用解决方案,它可以根据不同的行业客户需求,将太赫兹人体安检仪与其他现有成熟的安检技术手段相结合,订制出适应不同环境的安检系统,打造全新的、符合客户需求的个性化的安检大环境。

10、电子科技大学举办第一届全国太赫兹科学技术学术年会
    3月26-27日,第一届全国太赫兹科学技术学术年会在电子科技大学沙河校区隆重召开。本次会议由中国电子学会太赫兹分会、太赫兹科学协同创新中心、太赫兹科技战略发展研究基地和电子科技大学联合主办,四川省太赫兹重点实验室、国家863太赫兹主题专家组、中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室、电子科技大学物理电子学院承办。
    在为期两天的年会里,刘盛纲院士、庄松林院士、吴一戎院士等分别为大会做了特邀报告。蒋亚东教授、崔铁军教授、曹俊诚研究员、金飙兵教授、刘頔威副教授等23位学者做主题报告,张岩教授等20位学者做口头报告。本次会议对进一步凝练核心技术问题、做好太赫兹科学技术发展战略规划具有重要意义。

11、华中科技大学:3D打印太赫兹透镜
    华中科技大学太赫兹光子学团队在最新的研究中,提出一种基于3D打印技术快速制作太赫兹器件的方法,并以光敏树脂为原材料成功制作了太赫兹透镜。相关测试结果表明,该透镜能够有效聚焦太赫兹波,采用太赫兹时域光谱技术测量打印材料后发现该材料在太赫兹波段的折射率值稳定,且吸收率很低。专家称这一方法展现了快速及低成本的明显优势。研究人员表示,将进一步探索利用3D打印技术制作菲涅耳透镜及透镜阵列等复杂器件,并将其应用于太赫兹成像等领域。

12、太赫兹波超材料近场调控研究新进展
    武汉光电国家实验室光电子器件与集成功能实验室的博士生孟德佳、赖建军研究员、陈长虹教授(通讯作者)提出了一种太赫兹波混合超材料,并在实验上与激光与太赫兹功能实验室的王可嘉副教授以及美国德州理工大学的Z. Fan教授等人合作、验证了VO2的热温度相变可以实现对金属开口谐振环超材料的近场强度与“热点”尺寸的主动调控。所设计的太赫兹波混合超材料能够用来操控光与物质相互作用,具有以下优点:(1)可双频带选频或调谐工作;(2)对不同的近场耦合所导致的工作频率漂移具有补偿能力;(3)可有效地避免由辐射场引起的VO2击穿,提高了器件的可靠性。

13、天津大学利用石墨烯制备太赫兹“二极管”取得突破
    天津大学在石墨烯太赫兹波调制的研究中取得了突破性进展,该研究成果为太赫兹二维材料和器件的发展奠定了重要基础,在宽带太赫兹波调制器、太赫兹波整流、太赫兹波通信等领域有十分重要的应用前景。

14、973计划“活细胞的THz波无标记检测技术基础研究”项目在第三军医大学西南医院启动
    项目以“活细胞无标记检测的特殊需求”为导向,以生物分子的THz波谱表征规律为起点,通过生物医学和物理学等多学科交叉研究模式,在前期相关工作基础上,通过采用系列技术手段解决THz波无标记检测灵敏度、特异性、水敏感性和安全性问题,实现离体和在体活细胞的THz波无标记检测,阐明THz波活细胞无标记检测方法和技术在生命科学中应用的理论、机制和规律,引领THz波成像方法和技术在生命科学领域的实际应用。

15、中国计量科学研究院参加国际首次太赫兹功率比对取得优异成绩
    2015年5月4日~5月12日,国际首次太赫兹功率比对在德国柏林举行,参加单位有美国标准技术研究院(NIST),中国计量科学研究院(NIM)和德国国家计量院(PTB),PTB为主导实验室。本次比对,NIM在比对的两个频率点均以最小的测量不确定度取得国际等效,标志着我国太赫兹辐射功率计量能力步入国际领先水平。

16、日本团队开发出实现8.8THz调谐范围的激光二极管
    日本东北大学和国家信息与通信技术研究所(NICT)的研究人员开发出一种新型的超紧凑型异质波长可调谐激光二极管。异构激光二极管是通过硅光子和量子点(QD)技术的组合来实现,并展示了一个宽范围的调谐操作。所得到的8.8THz的频率调谐范围被认为是在QD和硅光子异质波长可调激光二极管类别的世界纪录。紧凑、低功耗波长可调激光二极管是为了在更高容量的数据传输系统挖掘不发达频带的关键器件。

17、强激光高能量密度物理研究新进展---新型圆偏振强太赫兹光源
    中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室和上海交通大学以及德国Juelich超算中心合作,提出了一种利用强磁场对其进行调控的全新方案。在双色激光方案的基础上,施加一个沿着激光传播方向的静磁场。加入该磁场后,产生的太赫兹波由线偏振变成了圆偏振,圆偏振波的旋转方向可以由外加磁场符号来控制;波形由单周期结构(宽谱)变成多周期结构(窄谱);太赫兹波频率可由磁场强度线性控制;太赫兹波强度可由磁场强度和气体密度共同控制。他们利用二维和三维粒子模拟完全再现了上述方案,并提出了一个完备的理论模型。这为以全光学的方式产生一种偏振、频率、波形和场强均可调谐的新型太赫兹波源提供了新思路。

18、太赫兹光谱表征地质成岩演化过程
    中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室的宝日玛副教授利用太赫兹时域光谱技术对石盐体系进行了检测,根据石盐矿物的太赫兹波吸收系数随温度的变化关系,总结出石盐矿物的早成岩期、晚成岩期和近似变质阶段的成岩演化过程,实现了地质成岩成矿的太赫兹光谱表征与评价。这一研究结果表明太赫兹技术可以成为地质成岩成矿演化过程评价的新方法,有望为环境演化、岩盐矿产成矿规律研究和含盐盆地地质成岩成矿演化过程的评价提供新的参考信息。

19、太赫兹光学晶体管击败硅晶管
    美国普渡大学研究人员为我们展示了具有4个太赫兹速的CMOS兼容全光晶体管,它完全可能比硅晶管要快1000倍以上。根据此项研究表明,在互补金属氧化物半导体(CMOS)上,可批量制造经低温处理的纳米光子晶体管,从而加快转换时间近5000倍,少于300飞秒(fs)或者4个太赫兹(THZ)。

20、第五届深圳先进科学与技术国际会议(SICAST 2015)在深圳隆重召开
    2015年8月19日-22日,第五届深圳先进科学与技术国际会议(The 5th Shenzhen International Conference on Advanced Science and Technology, SICAST 2015)在深圳隆重召开,会议主题为“太赫兹科学技术及应用”。在为期四天的会议中,来自美国、德国、日本、芬兰、澳大利亚、中国等太赫兹领域国际著名科学家和企业界代表共同聚焦太赫兹科学技术与应用最新研究成果,探讨交流太赫兹科学技术未来的发展方向及其在经济社会发展中的应用前景。

21、电子科技大学牵头的863主题项目“毫米波与太赫兹无线通信技术开发”通过技术验收
    8月29日,电子科技大学牵头承担的863计划信息技术领域主题项目“毫米波与太赫兹无线通信技术开发”课题技术验收会在沙河校区举行。科技部组织的验收专家组在经过一天的验收后认为,该主题项目的4个课题全面完成了课题任务,一致同意4个课题予以结题。

22、中科院重庆绿色智能技术研究院生物大分子太赫兹近场成像光谱仪研究获进展
    中国科学院重庆绿色智能技术研究院太赫兹技术研究中心在生物大分子太赫兹近场成像光谱仪研究中获得进展。在中国科学院科研装备项目的支持下,该团队开展了生物大分子太赫兹成像光谱仪的研制工作,欲利用金属化纳米探针在纳米级针尖附近形成的局域增强太赫兹波来照射生物大分子,从而能突破光学衍射极限实现对纳米级大小的生物大分子进行成像。

23、富士通将太赫兹接收器微型化 可集成到智能手机当中
    富士通研发的微型超快接收模块有可能被智能手机采用。富士通的模块使用300GHz频率,也称为太赫兹波带。目前智能手机信号频率在0.8到2.5GHz,最高下载速度在每秒23MB,无线网络802.11n可以实现每秒60 MB 的下载速度。

24、国际红外毫米波——太赫兹会议的视角力量的多样性
    《自然光子学》这篇文章对第四十届国际红外毫米波--太赫兹会议所讨论的议题同时也是当前太赫兹领域的最新研究内容进行了较为全面的综述。

25、ITU频谱工程年会  我国拓展太赫兹频段频谱使用权益
    ITU-R第一研究组(SG1)频谱工程工作组(WP1A)年度会议在瑞士日内瓦召开。本次会议共收到文稿24篇,中国代表团输入文稿4篇。内容涵盖了当前频谱工程全部热点问题,均受到大会采纳,为拓展新兴频谱技术与应用作出了积极贡献。通过本次大会,我国扭转了275GHz~1000GHz有源业务研究课题由美日主导起草的局面,展示了我国在高频段频谱资源开发利用领域的最新研究成果,为后续参加275GHz以上频段频谱资源开发利用技术标准的制定奠定了基础。

26、上海技物所在高性能太赫兹探测方面取得重要进展
    上海技物所黄志明研究员等采用窄禁带半导体成功实现了0.3-3.0 太赫兹的宽波段、高灵敏度、低噪声等效功率和快速响应的太赫兹探测器件,并成功证明了通过光子的波动性产生新型光电效应规律实现高灵敏度太赫兹探测的可行性,该项工作为太赫兹探测技术的突破提供了重要技术途径。

    从本年度最新研究进展我们可以看到,太赫兹领域科研水平和创新能力显著提升,基础研究和应用开发取得长足进步,基本能力和基础条件建设显著加强。今年,是第270次香山科学会议(会议主题:太赫兹科学技术的新发展)十周年;彼时,正是此次会议,从战略层面确定了我国太赫兹科学技术研究与应用的发展目标,并提出了相应的政策建议。也由此,中国太赫兹科技事业进入了一个蓬勃发展的新时期。十年来,我国太赫兹科技工作逐渐摆脱稚嫩走向成熟。借助科研、依托创新,通过太赫兹科技工作者的共同努力,在太赫兹源、太赫兹检测、太赫兹成像、太赫兹波谱技术等关键领域都有重大突破,在理论和实验研究方面与国际同行站在了同一起跑线上,并取得了一批拥有自主知识产权的成果和产品,也正是由于上述重要基础,我国太赫兹科技事业发展才再上一个新台阶。随着科研工作的不断突破,研究内容的不断横向拓展和纵向深入,中国太赫兹科学技术的发展得到了国际同行间的充分认可,太赫兹领域的国家话语权也不断增强。时至年终,适逢我国科学家屠呦呦教授因发现和研制新型抗疟疾药“青蒿素”而荣获本年度诺贝尔生理医学奖。这不由让我们想到作为当今世界新兴交叉学科前沿的太赫兹科学技术,基于其自身独特的优势,在生物医药领域也具有极大的应用潜力。我们有理由相信,太赫兹技术一当应用到包括中医药在内的生物医药领域,也必将为我国的医疗卫生事业发展、为造福人类做出积极的贡献!

    回顾昨天、展望明天,在国家科技体制快速变革的今天,特别是日趋强调创新驱动发展的新常态下,对我国太赫兹科技领域的科研创新与应用开发提出了新的挑战,这也是太赫兹科研工作者和产业开发者的新机遇。在新的征程里,我们将抓住机遇,迎接挑战,在十三五规划纲要所倡导的“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展新理念指导下,以“公开、平台、跨界、共赢”的“互联网+”思维融合发展,深化产学研政合作,聚力推动协同创新,加速科技成果转化,推进太赫兹技术产业化进程,让太赫兹科技的力量温暖人心!

    2015落下的最后一抹夕阳,是对过往时光的无限怀念;2016升起的第一缕曙光,是对美好未来的无限憧憬。让我们不忘初心,砥砺前行,共同迈入春暖花开的2016。值此新年即将到来之际,我们诚挚的祝福所有朋友:新年快乐!

 
 

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