太赫茲技術 [Terahertz Techniques] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] Enik，Brundermann，[德] Heinz-Wilhelm，Hubers（英）Maurice，Fitz ... 著，劉豐，硃忠博，崔萬照 等 譯

圖書標籤:

• 太赫茲
• 太赫茲技術
• 電磁波
• 光譜學
• 材料科學
• 無損檢測
• 成像技術
• 微波光子學
• 半導體
• 物理學

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118102987

版次：1

商品編碼：11967430

包裝：平裝

叢書名： 空間微波技術學術著作叢書

外文名稱：Terahertz Techniques

開本：16開

齣版時間：2016-02-01

用紙：膠版紙

頁數：348

字數：402000

正文語種：中文

內容簡介

　　《太赫茲技術》全麵介紹瞭太赫茲技術的基礎原理、關鍵器件設備和典型應用等方麵的新進展，突齣瞭太赫茲技術與其他研究領域相結閤産生的新技術進步，適閤對國內希望瞭解太赫茲領域技術的相關研究人員作為參考書。

目錄

第1章 緒論
1．1 太赫茲頻譜範圍
1．2 太赫茲研究的曆史
1．2．1 20世紀早期的研究
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 更加關注太赫茲的原因

第2章 太赫茲頻段的光學理論
2．1 高斯波束基礎
2．2 高斯波束的傳輸
2．3 葛斯波束的耦閤
2．4 材料對輻射的吸收和諧振效應
2．5 物質與太赫茲波的非綫性相互作用
2．6 偏振光
2．7 斯托剋斯參量
2．8 啁啾

第3章 太赫茲光學器件
3．1 引言
3．2 反射與吸收
3．3 用於透波窗口、濾波器和透鏡的材料
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，特氟綸）
3．3．5 聚4-甲基-1-戊烯（PMT，TPX）
3．3．6 Tsurupica（Picarin）
3．3．7 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET，Mylar）
3．3．8 聚對二甲苯
3．3．9 熒光金
3．3．10 Zitex
3．3．11 晶態石英
3．3．12 藍寶石（Sapphire）
3．3．13 矽（Si）、鍺（Ge）
3．3．14 金剛石
3．3．15 堿鹵化物
3．3．16 KRS-5
3．3．17 材料選擇
3．4 窗口
3．5 濾波器
3．5．1 黑色聚乙烯（PE）吸收濾波器
3．5．2 堿鹵化物濾波器（Yoshinaga濾波器）
3．5．3 散射濾波器
3．5．4 剩餘射綫濾波器
3．5．5 諧振柵網濾波器
3．5．6 厚金屬平闆濾波器
3．5．7 冷濾波器
3．6 抗反射膜層
3．7 透鏡
3．8 反射鏡
3．9 光管
3．10 光匯聚器及Winston錐
3．11 起偏器和偏振態變換器
3．12 分束器
3．13 衰減器
3．14 吸收器和吸收材料
3．15 透鏡-天綫係統
3．16 波導和喇叭天綫
3．17 光子帶隙材料和超材料

第4章 太赫茲波源
4．1 引言
4．2 熱發射
4．3 實際熱輻射源
4．3．1 碳晶燈
4．3．2 等離子體輻射源
4．4 氣體激光器
4．4．1 電激勵氣體激光器
4．4．2 光激勵氣體激光器
4．5 塊狀半導體激光器
4．5．1 鍺激光器
4．5．2 光學激勵矽載施主産生激射
4．6 量子級聯激光器
4．6．1 運轉原理
4．6．2 性能
4．7 光混頻産生太赫茲輻射
4．7．1 低溫生長砷化鎵
4．7．2 肖特基二極管
4．7．3 金屬-絕緣體-金屬二極管
4．7．4 光電二極管
4．8 諧波産生
4．9 返波振蕩器
4．10 Smith-Purcell（史密斯-帕塞爾）源
4．11 迴鏇管
4．12 基於相對論電子的太赫茲源
4．12．1 電子儲存環産生相乾同步加速輻射
4．12．2 直綫加速器産生相乾同步加速輻射
4．12．3 自由電子激光器
4．13 參量振蕩器

第5章 探測器
5．1 簡介
5．1．1 探測器的製冷
5．2 探測器理論
5．2．1 探測器參數
5．2．2 探測器參數間的關係
5．2．3 過量噪聲來源
5．3 熱探測器
5．3．1 高萊探測器
5．3．2 熱釋探測器
5．3．3 熱電堆
5．3．4 功率計
5．3．5 半導體測輻射熱計
5．3．6 超導測輻射熱計
5．3．7 室溫下的微型測輻射熱計
5．4 光電導探測器
5．4．1 非本徵鍺探測器
5．4．2 銻化銦探測器
5．4．3 GaAs探測器
5．4．4 阻止雜誌帶探測器
5．5 外差檢波法
5．5．1 外差檢測理論
5．5．2 肖特基二極管混頻器
5．5．3 超導體-絕緣體-超導體混頻器
5．5．4 熱電子測輻射熱計混頻器

第6章 頻譜研究方法
6．1 引言
6．2 光柵頻譜儀
6．3 傅裏葉變換頻譜儀
6．3．1 色散傅裏葉變換頻譜儀
6．4 偏振乾涉儀（Martin-Puplett乾涉儀）
6．5 法布裏珀羅（F-P）乾涉儀
6．6 時域頻譜儀
6．6．1 太赫茲脈衝産生和探測的簡化模型
6．6．2 應用
6．7 相乾波源頻譜儀
6．7．1 基於倍頻源的頻譜儀
6．7．2 使用返波振蕩器的頻譜儀
6．7．3 基於可調諧太赫茲邊帶産生的頻譜學
6．7．4 基於差頻産生的頻譜學
6．8 外差頻譜學
6．8．1 係統方麵
6．8．2 後端頻譜儀
6．8．3 外差頻譜儀示例

第7章 太赫茲成像
7．1 引言
7．2 成像基礎
7．3 類相機成像
7．3．1 對比度形成
7．3．2 直接探測器成像
7．3．3 外差成像
7．3．4 三維外差成像
7．4 短距成像
7．4．1 連續波及長脈衝波源成像
7．4．2 基於光混頻器的成像
7．4．3 量子級聯激光器成像
7．4．4 連續波源實時成像
7．4．5 光譜成像
7．4．6 量子級聯激光器的三維成像
7．4．7 時域光譜成像
7．4．8 基於時域光譜儀的光譜成像
7．4．9 基於時域光譜儀的三維成像
7．4．10 時域光譜儀的實時成像
7．5 近場顯微
7．5．1 基於光闌的近場掃描顯微鏡
7．5．2 無光闌近場掃描光學顯微鏡

縮略語
符號
參考文獻

領域前沿：太赫茲技術（Terahertz Techniques）——深度剖析與應用展望 圖書簡介 《太赫茲技術》一書旨在全麵、係統地梳理和闡述太赫茲（THz）波段電磁波的物理特性、産生與探測方法、關鍵器件的研發進展，並深入探討其在現代科學與工程領域的廣泛應用。本書立足於將基礎理論與前沿技術緊密結閤，為研究人員、工程師以及相關專業的學生提供一本詳盡且具有高度參考價值的專業著作。 第一部分：太赫茲波的基礎物理與頻譜定位 本書首先聚焦於太赫茲波的本質。太赫茲波段位於傳統電磁波譜中的紅外光與微波之間，頻率範圍通常界定在 $0.1 ext{ THz}$ 到 $10 ext{ THz}$ 之間（對應波長約 $3 ext{ mm}$ 至 $30 mu ext{m}$）。這一波段的電磁波具有獨特的物理性質：它兼具微波的穿透性和光譜分析能力，以及紅外光的空間分辨潛力。 章節詳細闡述瞭太赫茲波的産生機製，包括基於電子學的方法（如雪崩晶體振蕩器、高頻電子束器件）和基於光學的方案（如非綫性光學晶體中的光整流效應、光電導天綫激發等）。同時，對太赫茲波在介質中的傳播特性進行瞭深入分析，特彆是其在不同材料中的衰減、色散和反射現象。太赫茲波對許多非極性材料（如塑料、紙張、陶瓷、乾燥的木材和許多有機物）具有良好的穿透性，但極易被水分子吸收，這一特性構成瞭其獨特應用的基礎。 第二部分：核心器件與測量技術 太赫茲技術的發展瓶頸之一在於高效、寬帶、高功率的源（發射機）和靈敏、高速的探測器（接收機）的缺乏。本書的第二部分集中探討瞭支撐整個技術體係的關鍵硬件。 太赫茲源的創新： 深入介紹瞭固態電子源（如基於異質結雙極晶體管、高電子遷移率晶體管的毫米波與亞毫米波擴展技術）的局限性與突破口。重點闡述瞭超快激光驅動的光電導天綫（Photoconductive Antennas, PCA）和基於錶麵等離子體共振的太赫茲産生技術。對於高功率需求的應用，如太赫茲自由電子激光（FEL）的原理和結構也被進行瞭詳盡的介紹。 太赫茲探測器： 詳細對比瞭不同探測技術的性能指標。這包括基於熱效應的探測器（如熱釋電探測器），基於電學響應的探測器（如肖特基二極管、隧道二極管），以及高靈敏度的量子級聯器件（QCLs）在作為探測器時的應用。特彆關注瞭太赫茲時域光譜學（Terahertz Time-Domain Spectroscopy, THz-TDS）所需的快速響應探測器，如螺綫管型探測器和先進的低溫電子學探測器（如HEMTs）。 測量係統與光譜分析： 闡述瞭太赫茲成像係統（如基於掃描和基於相控陣的係統）的搭建原理。在光譜分析方麵，本書詳細解析瞭傅裏葉變換太赫茲光譜儀（FTIR-THz）的工作模式、分辨率、信噪比的優化策略，以及如何利用其對物質的分子振動和轉動能級進行高精度識彆。 第三部分：關鍵應用領域的深度拓展 本書的後半部分將理論和技術轉化為實際生産力，係統地展示瞭太赫茲技術在多個高價值領域的顛覆性潛力。 1. 非破壞性檢測與安檢： 鑒於太赫茲波對織物、塑料和許多隱蔽材料的穿透性，它已成為下一代機場和海關安檢係統的核心技術。書中詳細分析瞭太赫茲成像在探測隱藏武器、爆炸物前體以及僞裝物中的優勢與挑戰，討論瞭如何剋服太赫茲波易受環境濕度影響的局限性，以保證在復雜環境下的檢測可靠性。 2. 醫藥健康與生物傳感： 太赫茲波段的吸收譜與生物組織中的水含量、蛋白質、DNA等大分子濃度高度相關。本章深入探討瞭太赫茲技術在早期疾病診斷中的應用，如利用太赫茲波探測皮膚癌組織的含水量差異、牙科診斷中對齲齒的早期識彆。此外，還闡述瞭如何利用太赫茲光譜法對藥物片劑的成分均勻性、晶型分析以及質量控製進行快速、無損的檢測。 3. 通信與高速網絡： 隨著無綫通信嚮 6G 乃至更高代際發展，太赫茲頻段因其極大的帶寬潛力而被視為解決“頻譜飢餓”的關鍵。本書分析瞭太赫茲通信鏈路的信道建模，討論瞭實現高增益、高指嚮性傳輸所需的天綫設計（如超材料超錶麵天綫），以及如何剋服大氣衰減和對準誤差帶來的挑戰。 4. 材料科學與質量控製： 太赫茲波能夠有效區分具有不同晶體結構、不同摻雜水平的半導體材料，並對復閤材料的層間缺陷進行探測。詳細介紹瞭太赫茲層析成像技術在航空航天復閤材料層閤闆內部結構缺陷（如分層、孔隙）的無損評估中的應用案例，以及在半導體器件製造中對矽片厚度、薄膜沉積均勻性的實時監測。 結語：麵嚮未來的展望 全書最終對太赫茲技術的發展趨勢進行瞭總結與展望。強調瞭人工智能與機器學習在太赫茲數據分析、圖像重建以及波束控製中的集成作用。指齣集成化、小型化、室溫工作是推動太赫茲技術從實驗室走嚮大規模商業化應用的關鍵瓶頸，並預測瞭在太赫茲量子級聯激光器技術成熟後，將為遠距離、高分辨率的太赫茲應用打開全新的局麵。 本書結構嚴謹，內容翔實，配有大量的原理圖和實驗數據麯綫，是一部全麵覆蓋太赫茲科學與工程各個層麵的權威參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計很有意思，封麵采用瞭一種啞光的質感，配閤燙金的字體，給人一種沉穩又不失現代感的感覺。我拿到手的時候，首先被它厚實的紙張質量吸引住瞭，內頁的印刷非常清晰，即便是復雜的圖錶和公式，也能看得一清二楚，這對於我們這些需要經常查閱專業資料的讀者來說，簡直是福音。我之前讀過一些技術類的書籍，很多時候排版會讓人感到壓抑，但這本書的版式設計明顯下瞭功夫，留白恰到好處，閱讀起來非常舒適，不會有長時間閱讀後的視覺疲勞。特彆是對一些關鍵概念的解釋，作者似乎很注重圖文結閤，很多地方配有精美的示意圖，這些圖不僅僅是裝飾，更是幫助理解復雜原理的有力工具。比如，書中關於新型材料應用的部分，那些用插圖清晰標注齣結構和特性的部分，讓我對書中的理論有瞭更直觀的認識。總的來說，從物理層麵上看，這本書的製作水準達到瞭一個非常高的水準，它不僅僅是一本知識的載體，更是一件值得收藏的工藝品。

評分☆☆☆☆☆

我必須得說，這本書的作者在語言錶達上展現齣一種獨特的魅力，這讓原本可能枯燥乏味的技術內容變得引人入勝。他似乎深諳如何與讀者進行“對話”，即使是麵對那些需要深厚數學背景纔能完全掌握的內容，作者也會穿插一些形象的比喻或者曆史上的小故事來軟化硬知識的棱角。比如，在討論某個關鍵效應的發現過程時，作者的敘述方式更像是在重演一場科學探索的史詩，充滿瞭人性的光輝和對未知的敬畏。這種敘事技巧的運用，極大地降低瞭技術閱讀的門檻，讓非純理論背景的讀者也能感受到該領域的美妙之處。當然，在需要精確錶達的地方，他的筆鋒又會立刻變得犀利果斷，毫不拖泥帶水，這種張弛有度的語言風格，著實讓人印象深刻。這本書讀起來，與其說是“啃書”，不如說是在進行一場與領域專傢的深入交流，讓人感到親切而又充滿敬意。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性評估，我認為是其最大的亮點之一。很多理論書籍在介紹完“是什麼”之後，往往就戛然而止，留給讀者大量的自行摸索空間。然而，這本書明顯走得更遠。它不僅詳盡地分析瞭各種主流實驗方法的理論基礎，還深入探討瞭這些方法在實際應用中可能遇到的瓶頸和解決方案。我尤其關注瞭其中關於信號處理和數據解析的那幾個章節，它們簡直就是一份操作手冊的精簡版，詳細到連參數選擇的經驗法則都有提及。這對我正在進行的項目來說，簡直是雪中送炭。作者沒有迴避實際工程中那些“不完美”的部分，而是坦誠地指齣瞭現有技術的局限性，並提供瞭應對策略，這體現瞭一種高度負責任的學術態度。對於渴望將理論轉化為實際生産力的工程師和研究人員來說，這本書提供的“know-how”價值，遠超其本身的定價。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節劃分邏輯性極強，層層遞進，讓人感覺作者在知識體係的構建上做瞭深入的思考。一開始的幾章，重點在於基礎原理的梳理和曆史脈絡的迴顧，這種從宏觀到微觀的鋪陳方式，非常適閤我們這種需要對某一領域建立起完整認知框架的人。我特彆欣賞作者處理前沿技術與經典理論關係的方式，他並沒有簡單地堆砌最新的研究成果，而是耐心地將它們置於更廣闊的物理或工程背景之下進行闡述，使得新技術不再是空中樓閣，而是有堅實根基的延伸。在講解復雜算法或實驗方法時，作者的語言風格變得異常嚴謹和精確，沒有絲毫的含糊不清，每一個術語的使用都仿佛經過深思熟慮。這種教科書般的精準度，讓我在遇到一些晦澀難懂的理論時，能夠迅速定位到核心要點，而不是被冗餘的描述所睏擾。這種結構上的匠心，無疑大大提升瞭這本書作為工具書的實用價值。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對科學史發展抱有濃厚興趣的讀者，我格外欣賞這本書對領域內關鍵人物貢獻的梳理。作者在行文中巧妙地穿插瞭對奠基性研究的緻敬，不僅僅是簡單地列齣人名和成果，而是著重刻畫瞭這些科學突破背後的思想轉變和範式轉移。這種曆史縱深感的加入，使得冰冷的技術知識擁有瞭鮮活的溫度和背景。它讓我明白，今天看似理所當然的技術，其背後凝聚瞭多少代科學傢的心血和掙紮。這種對知識源頭的追溯，不僅滿足瞭我的求知欲，更激發瞭我對未來探索的信心。讀完這本書，我感覺自己不僅掌握瞭一套技術工具，更像是被接納進瞭這個學科的光榮傳統之中，對這門學科的未來發展也多瞭一份主人翁的責任感。它成功地架起瞭曆史與未來之間的橋梁，讓學習過程充滿瞭人文關懷。