世界上第一個(gè)太赫茲波段的行波光管放大器。
日前，國際首次太赫茲功率比對在德國柏林舉行，參加比對的德、美、中3國的國家計(jì)量院采用不同的技術(shù)路線，取得的測量結(jié)果都能相互吻合。其中，中國計(jì)量院參加比對的太赫茲輻射計(jì)測量不確定度最小、響應(yīng)度最高，標(biāo)志著我國太赫茲輻射功率計(jì)量能力步入國際領(lǐng)先行列。
太赫茲介于紅外和微波頻段之間，是連接電子學(xué)和光子學(xué)的橋梁，在信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物化學(xué)等許多領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值和重大應(yīng)用潛力。由于缺乏有效的測量方法和測量儀器，人們對于該頻段的輻射特性了解甚少。隨著太赫茲技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，太赫茲輻射源、太赫茲探測器、太赫茲測量系統(tǒng)大量涌入市場。在高速寬帶通信、功能材料研制、生物醫(yī)學(xué)成像、機(jī)場港口安檢、地溝油檢測、危險(xiǎn)化學(xué)品監(jiān)測預(yù)警等許多領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。然而國際上缺少太赫茲相關(guān)參數(shù)測量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致太赫茲產(chǎn)品的特性難以客觀準(zhǔn)確評估，無法科學(xué)評估并保障太赫茲研究和應(yīng)用的有效性。
為解決這一問題，先進(jìn)國家的計(jì)量院相繼開展此方面的研究。如德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(PTB)利用低溫輻射計(jì)率先實(shí)現(xiàn)了太赫茲功率溯源至國際單位制;美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)利用碳納米管作為吸收體實(shí)現(xiàn)了太赫茲輻射功率的測量;中國計(jì)量院利用自主研制發(fā)明的一種太赫茲超強(qiáng)吸收材料實(shí)現(xiàn)了太赫茲輻射功率的絕對測量和量值溯源。
為保障太赫茲計(jì)量量值準(zhǔn)確可靠，2013年，德、美、中3國的國家計(jì)量院共同商定了比對方案和進(jìn)程，對參比國家實(shí)驗(yàn)室提出了資格要求。以國際正式論文作為證明，經(jīng)篩查后有4國的國家計(jì)量院符合參加條件，最終有能力參加比對的實(shí)驗(yàn)室僅有美國NIST、中國NIM和德國PTB3家，其中PTB為主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室。
中國計(jì)量院參比負(fù)責(zé)人、激光室副主任鄧玉強(qiáng)博士介紹說，此次比對規(guī)定在2.52THz和0.762THz兩個(gè)頻率點(diǎn)下進(jìn)行，3國參比實(shí)驗(yàn)室分別采用互不相同的技術(shù)路線復(fù)現(xiàn)量值，在同一地點(diǎn)一起進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)測量。最終比對結(jié)果表明，3國的現(xiàn)場測量結(jié)果都能相互吻合，等效一致。中國計(jì)量院在比對的兩個(gè)頻率點(diǎn)均以最小的測量不確定度取得國際等效。
中國計(jì)量院參加此次國際比對所采用的太赫茲輻射計(jì)及其關(guān)鍵部件均由鄧玉強(qiáng)和孫青2位副研究員自主研制發(fā)明，其中，太赫茲輻射計(jì)吸收材料的吸收帶寬和吸收率均為目前國際最高水平，可實(shí)現(xiàn)100GHz到可見光波段輻射功率的高準(zhǔn)確度測量，且響應(yīng)光譜平坦。在PTB實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)場測量中，該太赫茲輻射計(jì)表現(xiàn)出卓越的性能，具有良好的重復(fù)性、穩(wěn)定性和信噪比，非線性僅為0.4%，被德國國家計(jì)量院太赫茲輻射度實(shí)驗(yàn)室主任AndreasSteiger博士譽(yù)為“具有德國產(chǎn)品的質(zhì)量”。
據(jù)了解，此次為國際首次太赫茲功率比對，被國際光度輻射度咨詢委員會(CCPR)關(guān)鍵量比對工作組主席YoshiOhno博士認(rèn)為是“太赫茲計(jì)量領(lǐng)域的重大里程碑”，將對今后的太赫茲科學(xué)研究和太赫茲技術(shù)推廣應(yīng)用起到積極的推進(jìn)作用。
配備太赫茲量子級聯(lián)激光器的納米線探測器。
太赫茲量子級聯(lián)激光器的研制難度大，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料生長和器件工藝均有很高的要求。
近日科學(xué)家們研發(fā)的一種能夠檢測光波的最新設(shè)備或能幫助打開電磁光譜的最后邊界——太赫茲(Terahertz)光譜。
