太赫兹技术 [Terahertz Techniques] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] Enik，Brundermann，[德] Heinz-Wilhelm，Hubers（英）Maurice，Fitz ... 著，刘丰，朱忠博，崔万照 等 译

图书标签:

• 太赫兹
• 太赫兹技术
• 电磁波
• 光谱学
• 材料科学
• 无损检测
• 成像技术
• 微波光子学
• 半导体
• 物理学

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118102987

版次：1

商品编码：11967430

包装：平装

丛书名： 空间微波技术学术著作丛书

外文名称：Terahertz Techniques

开本：16开

出版时间：2016-02-01

用纸：胶版纸

页数：348

字数：402000

正文语种：中文

内容简介

　　《太赫兹技术》全面介绍了太赫兹技术的基础原理、关键器件设备和典型应用等方面的新进展，突出了太赫兹技术与其他研究领域相结合产生的新技术进步，适合对国内希望了解太赫兹领域技术的相关研究人员作为参考书。

目录

第1章 绪论
1．1 太赫兹频谱范围
1．2 太赫兹研究的历史
1．2．1 20世纪早期的研究
1．2．2 1920年-1940年
1．2．3 1940年-1950年
1．2．4 1950年-1960年
1．2．5 1960年-1970年
1．2．6 1970年-1980年
1．2．7 1980年-1990年
1．3 更加关注太赫兹的原因

第2章 太赫兹频段的光学理论
2．1 高斯波束基础
2．2 高斯波束的传输
2．3 葛斯波束的耦合
2．4 材料对辐射的吸收和谐振效应
2．5 物质与太赫兹波的非线性相互作用
2．6 偏振光
2．7 斯托克斯参量
2．8 啁啾

第3章 太赫兹光学器件
3．1 引言
3．2 反射与吸收
3．3 用于透波窗口、滤波器和透镜的材料
3．3．1 聚乙烯（PE）
3．3．2 聚丙烯（PP）
3．3．3 聚苯乙烯
3．3．4 聚四氟乙烯（PTFE，特氟纶）
3．3．5 聚4-甲基-1-戊烯（PMT，TPX）
3．3．6 Tsurupica（Picarin）
3．3．7 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，Mylar）
3．3．8 聚对二甲苯
3．3．9 荧光金
3．3．10 Zitex
3．3．11 晶态石英
3．3．12 蓝宝石（Sapphire）
3．3．13 硅（Si）、锗（Ge）
3．3．14 金刚石
3．3．15 碱卤化物
3．3．16 KRS-5
3．3．17 材料选择
3．4 窗口
3．5 滤波器
3．5．1 黑色聚乙烯（PE）吸收滤波器
3．5．2 碱卤化物滤波器（Yoshinaga滤波器）
3．5．3 散射滤波器
3．5．4 剩余射线滤波器
3．5．5 谐振栅网滤波器
3．5．6 厚金属平板滤波器
3．5．7 冷滤波器
3．6 抗反射膜层
3．7 透镜
3．8 反射镜
3．9 光管
3．10 光汇聚器及Winston锥
3．11 起偏器和偏振态变换器
3．12 分束器
3．13 衰减器
3．14 吸收器和吸收材料
3．15 透镜-天线系统
3．16 波导和喇叭天线
3．17 光子带隙材料和超材料

第4章 太赫兹波源
4．1 引言
4．2 热发射
4．3 实际热辐射源
4．3．1 碳晶灯
4．3．2 等离子体辐射源
4．4 气体激光器
4．4．1 电激励气体激光器
4．4．2 光激励气体激光器
4．5 块状半导体激光器
4．5．1 锗激光器
4．5．2 光学激励硅载施主产生激射
4．6 量子级联激光器
4．6．1 运转原理
4．6．2 性能
4．7 光混频产生太赫兹辐射
4．7．1 低温生长砷化镓
4．7．2 肖特基二极管
4．7．3 金属-绝缘体-金属二极管
4．7．4 光电二极管
4．8 谐波产生
4．9 返波振荡器
4．10 Smith-Purcell（史密斯-帕塞尔）源
4．11 回旋管
4．12 基于相对论电子的太赫兹源
4．12．1 电子储存环产生相干同步加速辐射
4．12．2 直线加速器产生相干同步加速辐射
4．12．3 自由电子激光器
4．13 参量振荡器

第5章 探测器
5．1 简介
5．1．1 探测器的制冷
5．2 探测器理论
5．2．1 探测器参数
5．2．2 探测器参数间的关系
5．2．3 过量噪声来源
5．3 热探测器
5．3．1 高莱探测器
5．3．2 热释探测器
5．3．3 热电堆
5．3．4 功率计
5．3．5 半导体测辐射热计
5．3．6 超导测辐射热计
5．3．7 室温下的微型测辐射热计
5．4 光电导探测器
5．4．1 非本征锗探测器
5．4．2 锑化铟探测器
5．4．3 GaAs探测器
5．4．4 阻止杂志带探测器
5．5 外差检波法
5．5．1 外差检测理论
5．5．2 肖特基二极管混频器
5．5．3 超导体-绝缘体-超导体混频器
5．5．4 热电子测辐射热计混频器

第6章 频谱研究方法
6．1 引言
6．2 光栅频谱仪
6．3 傅里叶变换频谱仪
6．3．1 色散傅里叶变换频谱仪
6．4 偏振干涉仪（Martin-Puplett干涉仪）
6．5 法布里珀罗（F-P）干涉仪
6．6 时域频谱仪
6．6．1 太赫兹脉冲产生和探测的简化模型
6．6．2 应用
6．7 相干波源频谱仪
6．7．1 基于倍频源的频谱仪
6．7．2 使用返波振荡器的频谱仪
6．7．3 基于可调谐太赫兹边带产生的频谱学
6．7．4 基于差频产生的频谱学
6．8 外差频谱学
6．8．1 系统方面
6．8．2 后端频谱仪
6．8．3 外差频谱仪示例

第7章 太赫兹成像
7．1 引言
7．2 成像基础
7．3 类相机成像
7．3．1 对比度形成
7．3．2 直接探测器成像
7．3．3 外差成像
7．3．4 三维外差成像
7．4 短距成像
7．4．1 连续波及长脉冲波源成像
7．4．2 基于光混频器的成像
7．4．3 量子级联激光器成像
7．4．4 连续波源实时成像
7．4．5 光谱成像
7．4．6 量子级联激光器的三维成像
7．4．7 时域光谱成像
7．4．8 基于时域光谱仪的光谱成像
7．4．9 基于时域光谱仪的三维成像
7．4．10 时域光谱仪的实时成像
7．5 近场显微
7．5．1 基于光阑的近场扫描显微镜
7．5．2 无光阑近场扫描光学显微镜

缩略语
符号
参考文献

领域前沿：太赫兹技术（Terahertz Techniques）——深度剖析与应用展望 图书简介 《太赫兹技术》一书旨在全面、系统地梳理和阐述太赫兹（THz）波段电磁波的物理特性、产生与探测方法、关键器件的研发进展，并深入探讨其在现代科学与工程领域的广泛应用。本书立足于将基础理论与前沿技术紧密结合，为研究人员、工程师以及相关专业的学生提供一本详尽且具有高度参考价值的专业著作。 第一部分：太赫兹波的基础物理与频谱定位 本书首先聚焦于太赫兹波的本质。太赫兹波段位于传统电磁波谱中的红外光与微波之间，频率范围通常界定在 $0.1 ext{ THz}$ 到 $10 ext{ THz}$ 之间（对应波长约 $3 ext{ mm}$ 至 $30 mu ext{m}$）。这一波段的电磁波具有独特的物理性质：它兼具微波的穿透性和光谱分析能力，以及红外光的空间分辨潜力。 章节详细阐述了太赫兹波的产生机制，包括基于电子学的方法（如雪崩晶体振荡器、高频电子束器件）和基于光学的方案（如非线性光学晶体中的光整流效应、光电导天线激发等）。同时，对太赫兹波在介质中的传播特性进行了深入分析，特别是其在不同材料中的衰减、色散和反射现象。太赫兹波对许多非极性材料（如塑料、纸张、陶瓷、干燥的木材和许多有机物）具有良好的穿透性，但极易被水分子吸收，这一特性构成了其独特应用的基础。 第二部分：核心器件与测量技术 太赫兹技术的发展瓶颈之一在于高效、宽带、高功率的源（发射机）和灵敏、高速的探测器（接收机）的缺乏。本书的第二部分集中探讨了支撑整个技术体系的关键硬件。 太赫兹源的创新： 深入介绍了固态电子源（如基于异质结双极晶体管、高电子迁移率晶体管的毫米波与亚毫米波扩展技术）的局限性与突破口。重点阐述了超快激光驱动的光电导天线（Photoconductive Antennas, PCA）和基于表面等离子体共振的太赫兹产生技术。对于高功率需求的应用，如太赫兹自由电子激光（FEL）的原理和结构也被进行了详尽的介绍。 太赫兹探测器： 详细对比了不同探测技术的性能指标。这包括基于热效应的探测器（如热释电探测器），基于电学响应的探测器（如肖特基二极管、隧道二极管），以及高灵敏度的量子级联器件（QCLs）在作为探测器时的应用。特别关注了太赫兹时域光谱学（Terahertz Time-Domain Spectroscopy, THz-TDS）所需的快速响应探测器，如螺线管型探测器和先进的低温电子学探测器（如HEMTs）。 测量系统与光谱分析： 阐述了太赫兹成像系统（如基于扫描和基于相控阵的系统）的搭建原理。在光谱分析方面，本书详细解析了傅里叶变换太赫兹光谱仪（FTIR-THz）的工作模式、分辨率、信噪比的优化策略，以及如何利用其对物质的分子振动和转动能级进行高精度识别。 第三部分：关键应用领域的深度拓展 本书的后半部分将理论和技术转化为实际生产力，系统地展示了太赫兹技术在多个高价值领域的颠覆性潜力。 1. 非破坏性检测与安检： 鉴于太赫兹波对织物、塑料和许多隐蔽材料的穿透性，它已成为下一代机场和海关安检系统的核心技术。书中详细分析了太赫兹成像在探测隐藏武器、爆炸物前体以及伪装物中的优势与挑战，讨论了如何克服太赫兹波易受环境湿度影响的局限性，以保证在复杂环境下的检测可靠性。 2. 医药健康与生物传感： 太赫兹波段的吸收谱与生物组织中的水含量、蛋白质、DNA等大分子浓度高度相关。本章深入探讨了太赫兹技术在早期疾病诊断中的应用，如利用太赫兹波探测皮肤癌组织的含水量差异、牙科诊断中对龋齿的早期识别。此外，还阐述了如何利用太赫兹光谱法对药物片剂的成分均匀性、晶型分析以及质量控制进行快速、无损的检测。 3. 通信与高速网络： 随着无线通信向 6G 乃至更高代际发展，太赫兹频段因其极大的带宽潜力而被视为解决“频谱饥饿”的关键。本书分析了太赫兹通信链路的信道建模，讨论了实现高增益、高指向性传输所需的天线设计（如超材料超表面天线），以及如何克服大气衰减和对准误差带来的挑战。 4. 材料科学与质量控制： 太赫兹波能够有效区分具有不同晶体结构、不同掺杂水平的半导体材料，并对复合材料的层间缺陷进行探测。详细介绍了太赫兹层析成像技术在航空航天复合材料层合板内部结构缺陷（如分层、孔隙）的无损评估中的应用案例，以及在半导体器件制造中对硅片厚度、薄膜沉积均匀性的实时监测。 结语：面向未来的展望 全书最终对太赫兹技术的发展趋势进行了总结与展望。强调了人工智能与机器学习在太赫兹数据分析、图像重建以及波束控制中的集成作用。指出集成化、小型化、室温工作是推动太赫兹技术从实验室走向大规模商业化应用的关键瓶颈，并预测了在太赫兹量子级联激光器技术成熟后，将为远距离、高分辨率的太赫兹应用打开全新的局面。 本书结构严谨，内容翔实，配有大量的原理图和实验数据曲线，是一部全面覆盖太赫兹科学与工程各个层面的权威参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性评估，我认为是其最大的亮点之一。很多理论书籍在介绍完“是什么”之后，往往就戛然而止，留给读者大量的自行摸索空间。然而，这本书明显走得更远。它不仅详尽地分析了各种主流实验方法的理论基础，还深入探讨了这些方法在实际应用中可能遇到的瓶颈和解决方案。我尤其关注了其中关于信号处理和数据解析的那几个章节，它们简直就是一份操作手册的精简版，详细到连参数选择的经验法则都有提及。这对我正在进行的项目来说，简直是雪中送炭。作者没有回避实际工程中那些“不完美”的部分，而是坦诚地指出了现有技术的局限性，并提供了应对策略，这体现了一种高度负责任的学术态度。对于渴望将理论转化为实际生产力的工程师和研究人员来说，这本书提供的“know-how”价值，远超其本身的定价。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计很有意思，封面采用了一种哑光的质感，配合烫金的字体，给人一种沉稳又不失现代感的感觉。我拿到手的时候，首先被它厚实的纸张质量吸引住了，内页的印刷非常清晰，即便是复杂的图表和公式，也能看得一清二楚，这对于我们这些需要经常查阅专业资料的读者来说，简直是福音。我之前读过一些技术类的书籍，很多时候排版会让人感到压抑，但这本书的版式设计明显下了功夫，留白恰到好处，阅读起来非常舒适，不会有长时间阅读后的视觉疲劳。特别是对一些关键概念的解释，作者似乎很注重图文结合，很多地方配有精美的示意图，这些图不仅仅是装饰，更是帮助理解复杂原理的有力工具。比如，书中关于新型材料应用的部分，那些用插图清晰标注出结构和特性的部分，让我对书中的理论有了更直观的认识。总的来说，从物理层面上看，这本书的制作水准达到了一个非常高的水准，它不仅仅是一本知识的载体，更是一件值得收藏的工艺品。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科学史发展抱有浓厚兴趣的读者，我格外欣赏这本书对领域内关键人物贡献的梳理。作者在行文中巧妙地穿插了对奠基性研究的致敬，不仅仅是简单地列出人名和成果，而是着重刻画了这些科学突破背后的思想转变和范式转移。这种历史纵深感的加入，使得冰冷的技术知识拥有了鲜活的温度和背景。它让我明白，今天看似理所当然的技术，其背后凝聚了多少代科学家的心血和挣扎。这种对知识源头的追溯，不仅满足了我的求知欲，更激发了我对未来探索的信心。读完这本书，我感觉自己不仅掌握了一套技术工具，更像是被接纳进了这个学科的光荣传统之中，对这门学科的未来发展也多了一份主人翁的责任感。它成功地架起了历史与未来之间的桥梁，让学习过程充满了人文关怀。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节划分逻辑性极强，层层递进，让人感觉作者在知识体系的构建上做了深入的思考。一开始的几章，重点在于基础原理的梳理和历史脉络的回顾，这种从宏观到微观的铺陈方式，非常适合我们这种需要对某一领域建立起完整认知框架的人。我特别欣赏作者处理前沿技术与经典理论关系的方式，他并没有简单地堆砌最新的研究成果，而是耐心地将它们置于更广阔的物理或工程背景之下进行阐述，使得新技术不再是空中楼阁，而是有坚实根基的延伸。在讲解复杂算法或实验方法时，作者的语言风格变得异常严谨和精确，没有丝毫的含糊不清，每一个术语的使用都仿佛经过深思熟虑。这种教科书般的精准度，让我在遇到一些晦涩难懂的理论时，能够迅速定位到核心要点，而不是被冗余的描述所困扰。这种结构上的匠心，无疑大大提升了这本书作为工具书的实用价值。

评分☆☆☆☆☆

我必须得说，这本书的作者在语言表达上展现出一种独特的魅力，这让原本可能枯燥乏味的技术内容变得引人入胜。他似乎深谙如何与读者进行“对话”，即使是面对那些需要深厚数学背景才能完全掌握的内容，作者也会穿插一些形象的比喻或者历史上的小故事来软化硬知识的棱角。比如，在讨论某个关键效应的发现过程时，作者的叙述方式更像是在重演一场科学探索的史诗，充满了人性的光辉和对未知的敬畏。这种叙事技巧的运用，极大地降低了技术阅读的门槛，让非纯理论背景的读者也能感受到该领域的美妙之处。当然，在需要精确表达的地方，他的笔锋又会立刻变得犀利果断，毫不拖泥带水，这种张弛有度的语言风格，着实让人印象深刻。这本书读起来，与其说是“啃书”，不如说是在进行一场与领域专家的深入交流，让人感到亲切而又充满敬意。