太赫茲輻射物理及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬泰奧·佩倫佐尼，道格拉斯 著

圖書標籤:

• 太赫茲
• 太赫茲輻射
• 物理
• 應用
• 電磁波
• 光譜學
• 材料科學
• 半導體
• 探測技術
• 成像技術

店鋪： 黃金屋圖書專營店

齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787568025546

商品編碼：19702408475

包裝：精裝

齣版時間：2017-07-01

基本信息

書名：太赫茲輻射物理及應用

定價：98.00元

作者：馬泰奧·佩倫佐尼,道格拉斯

齣版社：華中科技大學齣版社

齣版日期：2017-07-01

ISBN：9787568025546

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書可作為相關專業高年級本科生、研究生、科研和工程技術人員深入瞭解太赫茲物理及應用的參考書。

內容提要

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本書涵蓋瞭太赫茲輻射和應用的進展。全書分為三個部分:太赫茲探測、太赫茲産生、太赫茲係統和應用。這三部分以完備的邏輯嚮讀者介紹太赫茲輻射的産生和探測中的物理問題，由器件與元件構成的係統及其在不同領域的應用。如果需要，也可單獨閱讀本書的任一章節來加深對某一特定主題的理解。

目錄

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作者介紹

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Douglas J. Paul 美國格拉斯哥大學教授，愛丁堡皇傢學會會士，物理研究所（Institute of Physics）特許物理學傢（Chartered Physicist），IEEE高級會士，英國工程和自然科學研究委員會（EPSRA）高級會士，在劍橋大學卡文迪什實驗室攻讀博士學位期間負責所有的矽/鍺矽研究項目。他是多傢部門谘詢委員會的顧問，如內政部、科學辦公室、國防科學顧問辦公室等，並於2004年至2008年期間擔當北約海關與邊境保護科學小組的英國代錶。Paul教授在眾多國際會議擔當評委會成員，是物理研究所《半導體科學技術》雜誌的編委會成員。他的研究興趣包括矽/鍺矽異質結構，互補金屬氧化物半導體，量子級聯激光器，量子設備，矽光子學，太赫茲係統，無極分子電子學和熱點技術等，成績突齣，享有世界盛譽，是全球知名的光電專傢。

劉勁鬆 華中科技大學二級教授，博士生導師。武漢光電國傢實驗室太赫茲光電子學研究中心負責人，兼任華中科技大學研究生院培養處處長。首屆霍英東高校教師基金獲得者，寶鋼教師奬獲得者，全國工程專業學位研究生教指委委員，中國學位與研究生教育工科工作委員會委員，《應用光學》副主任委員，《激光技術》副主編，《電子器件術》副主編，湖北省光學學會常務理事，國傢光電子技術標準化委員會委員。獲國傢ji教學成果二等奬1項，省級教學成果一等奬2項。主持國傢自然科學基金7項，在Sci. Rep.，Phys. Rev. A &E;, Opt. Lett.，App. Lett.等刊物上發錶論文300餘篇。主要研究領域為太赫茲光電子學、太赫茲無損檢測以及太赫茲成像技術的基礎研究和技術研發。

文摘

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序言

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太赫茲輻射物理及應用 書籍簡介 本書全麵深入地探討瞭太赫茲（Terahertz, THz）波段的物理基礎、産生與探測技術，以及其在多個關鍵領域的廣泛應用。全書內容詳實，結構嚴謹，旨在為相關領域的科研人員、工程師、高年級本科生及研究生提供一本係統性的參考讀物。 第一部分：太赫茲波的物理基礎 本部分首先從電磁波譜的視角齣發，界定瞭太赫茲波段的物理位置——介於紅外光與微波之間（通常定義為0.1 THz到10 THz）。詳細闡述瞭太赫茲波的獨特物理特性，這些特性決定瞭其在成像和光譜分析中的巨大潛力。 1.1 電磁波譜中的定位與基本性質 波長與頻率關係： 分析瞭太赫茲波的波長範圍（約30微米到3毫米），以及其在穿透性、散射性和光譜分辨率之間的權衡。 光子能量分析： 討論瞭太赫茲光子能量的量級，這解釋瞭它為什麼對大多數非極性、無機材料具有良好的穿透性，但又能夠與分子振動和轉動能級發生相互作用。 物質相互作用： 深入探討瞭太赫茲波與物質的相互作用機製，包括吸收、透射、反射和散射。重點分析瞭水、有機物、半導體和金屬材料對太赫茲波的響應差異，為後續的探測和應用奠定瞭理論基礎。特彆是對材料的介電常數、電導率與頻率的依賴關係進行瞭詳細的數學建模和物理分析。 1.2 太赫茲波的産生機製 本章係統梳理瞭當前主流的太赫茲波産生技術，從基於電子學的方法到基於光學的先進技術。 電子學方法： 詳細介紹瞭高頻電子器件，如雪崩晶體管（APD）和步進恢復二極管（SRD）在産生脈衝或連續波太赫茲源方麵的原理、局限性及優化策略。 光學方法： 這是當前研究的熱點。重點闡述瞭光電導天綫（Photoconductive Antennas, PCA）的工作原理，包括不同半導體材料（如GaAs、InP）的載流子動力學及其對産生效率的影響。同時，詳述瞭非綫性光學過程，特彆是光整流（Optical Rectification）和太赫茲參量振蕩（THz Parametric Generation）的理論模型，包括其在産生高能量、窄綫寬太赫茲源方麵的優勢。 新型與前沿源： 簡要介紹瞭等離子體激發、自由電子激光（FEL）以及利用量子級聯激光器（QCLs）産生太赫茲波的最新進展，側重於其可調諧性和輸齣功率的提升。 1.3 太赫茲波的探測技術 高效、高靈敏度的探測器是太赫茲技術發展的核心瓶頸之一。本章詳細介紹瞭不同類型的太赫茲探測器。 熱學探測器： 闡述瞭熱釋電紅外探測器（Pyroelectric Detectors）和Bolometers（如低溫半導體Bolometers）的工作原理、響應速度與噪聲等效功率（NEP）的指標分析。 高速光電探測器： 重點討論瞭光電導天綫（PCA）作為接收器的原理，以及更高速的孿生雪崩光電二極管（TDPs）在瞬態太赫茲測量中的應用。 非綫性光學探測： 深入分析瞭基於二次諧波産生（SHG）或電光效應（Electro-Optic Sampling, EOS）的探測方法。特彆是對基於電光晶體（如ZnTe）的探測技術，著重分析瞭其帶寬限製和空間分辨潛力。 成像與光譜分析所需的耦閤技術： 討論瞭如何將這些探測器與傅裏葉變換光譜儀（FTS）或其他掃描係統集成，以實現高分辨率的光譜測量。 第二部分：太赫茲技術的應用前沿 本部分將理論基礎應用於實際工程和科學研究，展示瞭太赫茲波在多個關鍵領域帶來的革命性潛力。 2.1 太赫茲時域光譜學（THz-TDS） THz-TDS作為一種強大的無損、非接觸式分析技術，是太赫茲應用的核心。 原理與數據處理： 詳細解釋瞭太赫茲脈衝的産生、傳輸和接收過程，以及如何通過時間域信號反演齣材料的復介電函數（包括吸收係數和色散關係）。 化學指紋識彆： 闡述瞭太赫茲波與分子轉動能級的特徵吸收峰，解釋瞭如何利用這些“指紋”來鑒定或量化特定化閤物，例如藥物活性成分（API）的晶型分析、爆炸物或毒品的快速識彆。 動力學研究： 探討瞭利用超快太赫茲脈衝研究材料中載流子弛豫時間、激發態壽命等飛秒/皮秒級快速動態過程的方法。 2.2 太赫茲成像與無損檢測 太赫茲波的穿透性使其成為理想的成像工具，尤其適用於檢測隱藏的內部結構。 成像係統設計： 比較瞭掃描式成像、聚焦陣列成像和基於相控陣的實時成像係統的優缺點。重點分析瞭圖像質量（分辨率、信噪比）受限於太赫茲源的功率和探測器的噪聲水平。 安全與安檢： 深入探討瞭太赫茲成像在機場安檢（隱蔽物檢測，如武器、爆炸物）中的應用，分析瞭其對人體衣物和非金屬材料的穿透能力，並討論瞭隱私保護和實時處理速度的挑戰。 工業無損檢測（NDT）： 介紹瞭太赫茲在復閤材料、塗層厚度測量、半導體晶圓缺陷檢測、以及包裝完整性檢查方麵的具體案例和技術指標要求。 2.3 通信與高速數據傳輸 太赫茲頻段（特彆是0.1 THz到數THz）被視為下一代（6G及以後）無綫通信的潛在頻譜。 信道特性分析： 分析瞭太赫茲波在自由空間、大氣中（包括水蒸氣吸收峰）的傳播損耗模型。討論瞭路徑損耗、散射和材料衰減對係統設計的影響。 關鍵技術挑戰： 重點討論瞭實現太赫茲通信所麵臨的核心障礙，包括：高增益、窄波束的太赫茲天綫設計（如超材料天綫），以及集成化、高綫性度的太赫茲收發芯片組的開發。 超寬帶傳輸： 闡述瞭太赫茲波支持的極高數據速率（Tbps級彆）的潛力，並探討瞭可見光通信（VLC）和太赫茲通信的融閤方案。 2.4 生物醫學應用 太赫茲波與生物組織（特彆是水分子含量較高的軟組織）的強相互作用，為其在醫療診斷中開闢瞭道路。 組織成像與診斷： 分析瞭太赫茲波在區分健康組織與病變組織（如腫瘤）方麵的潛力，主要是通過檢測組織含水量和細胞密度的差異。討論瞭皮膚癌、乳腺癌早期篩查的實驗進展。 光譜診斷： 探討瞭太赫茲光譜學在分析生物大分子（蛋白質、核酸）在溶液或固態下的特徵吸收，用於藥物質量控製和疾病標誌物的檢測。 非接觸式生物傳感： 介紹瞭利用太赫茲波進行體外（In-vitro）或近距離（Near-field）生物傳感的原理和初步應用，例如檢測血液或尿液中的生化指標。 總結與展望 本書最後部分對太赫茲技術的發展現狀進行瞭總結，指齣瞭當前在光源功率、探測器靈敏度、集成化和係統成本方麵存在的關鍵瓶頸。展望瞭太赫茲技術未來在太赫茲芯片（THz IC）、太赫茲量子技術、以及與其他前沿技術（如人工智能、機器學習）結閤應用的發展方嚮。本書力求全麵、深入且具有前瞻性，為讀者提供一個紮實的太赫茲科學與工程的知識框架。

評分☆☆☆☆☆

評價一： 最近翻閱瞭一本關於量子場論基礎的書籍，作者從最基本的概念講起，比如量子化、費米子和玻色子的區彆，再到更深層次的洛倫茲協變性和規範場理論的建立。這本書的特點在於它不像很多教材那樣堆砌公式，而是非常注重物理圖像的構建。作者在解釋微擾論的原理時，會結閤實際的例子，比如電子在電磁場中的散射，這樣讀者就能很直觀地理解為什麼我們需要引入相互作用項。而且，書中對於路徑積分錶述的介紹也相當到位，盡管這是一個比較抽象的概念，但作者通過一係列巧妙的比喻，將復雜的數學推導變得易於理解。我特彆欣賞它在處理費曼圖時所采用的清晰邏輯，從頂點的定義到傳播子的選擇，每一步都講解得非常透徹。總的來說，這是一本非常適閤初學者入門，同時也能讓有一定基礎的讀者溫故知新的好書，它確實為理解現代物理學的核心奠定瞭一個堅實的數學和物理基礎。

評分☆☆☆☆☆

評價二： 我剛看完一本關於高分子化學閤成與錶徵的專著，這本書的實用性簡直令人驚嘆。它幾乎涵蓋瞭從單體閤成到聚閤物結構分析的全過程。書中對不同聚閤反應機理的描述非常細緻，比如活性自由基聚閤和開環易位聚閤，不僅有理論推導，更有大量的實驗操作細節，包括如何控製反應溫度、如何選擇引發劑和終止劑，甚至對後處理步驟中的純化方法都有詳細的講解。最讓我受益的是關於聚閤物微觀結構錶徵的那一章，核磁共振（NMR）和凝膠滲透色譜（GPC）的應用案例非常豐富，通過不同的譜圖實例，我學會瞭如何準確判斷聚閤物的分子量分布和拓撲結構。對於實驗室研究人員來說，這本書簡直是案頭的必備工具書，裏麵的圖錶清晰、數據詳實，讀完後感覺自己的實驗設計和數據解讀能力都有瞭質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

評價五： 我手頭這本關於全球氣候模型預測與不確定性分析的專著，簡直是數據科學在環境科學應用中的典範。作者並沒有停留在展示氣候變化趨勢的圖錶上，而是將重點放在瞭模型的構建原理和參數校準上。書中詳盡地介紹瞭耦閤海洋、大氣、陸麵過程的復雜微分方程組是如何離散化並進行數值求解的，特彆是對邊界條件的選擇和初始擾動的敏感性分析部分，非常具有指導意義。我花瞭好大力氣纔理解瞭卡爾曼濾波在數據同化環節中如何有效地融閤曆史觀測數據和模型預測結果，以減小長期預測誤差。這本書的風格非常務實，充滿瞭對模型局限性的坦誠討論，比如雲反饋機製的不確定性對未來升溫幅度的影響範圍。對於任何希望深入理解氣候預測背後的數學和計算挑戰的研究人員來說，這本書提供瞭無與倫比的深度和廣度。

評分☆☆☆☆☆

評價四： 最近在研讀一本關於認知神經科學中視覺皮層處理機製的教科書。這本書的編排結構極具匠心，它從最基礎的視網膜信號接收開始，逐步深入到初級視覺皮層（V1）的感受野特性，再到顳葉和頂葉通路對“What”和“Where”信息的分彆處理。書中對經典實驗的介紹極為精彩，比如Hubel和Wiesel關於邊緣檢測神經元的研究，作者不僅重述瞭實驗結果，更深入剖析瞭實驗設計背後的哲學思考——即如何用電生理方法來探究大腦的計算原理。我對其中關於多感覺整閤的部分印象尤其深刻，它詳細闡述瞭聽覺和觸覺信息如何被整閤到視覺場景中，形成統一的外部世界模型，這部分結閤瞭最新的fMRI和TMS數據，內容前沿且具有啓發性。這本書的語言流暢，學術性與科普性拿捏得恰到好處，即便是非專業背景的讀者也能領略到大腦處理復雜信息的高效與精妙。

評分☆☆☆☆☆

評價三： 手邊這本關於古代文明社會結構變遷的學術著作，真是讓人深思。它完全摒棄瞭傳統的英雄史觀，而是聚焦於農業技術進步如何驅動社會階層固化和資源分配模式的改變。作者通過對新石器時代到青銅時代不同遺址齣土陶器、工具和墓葬規模的對比分析，構建瞭一個非常細緻的社會復雜性演化模型。這本書的論證邏輯非常嚴謹，它巧妙地將考古學證據與人類學理論相結閤，尤其是在探討早期水利係統對政治權力集中的影響時，引用瞭多地區案例進行跨文化比較，避免瞭單一文明的局限性。閱讀過程中，我反復被作者對細節的關注所摺服，比如對特定榖物種植周期對季節性勞動力調配的影響分析，這些看似微小的因素，最終卻決定瞭一個文明的興衰軌跡。它強迫讀者從宏觀的政治敘事中抽離齣來，去關注那些支撐起整個社會運轉的物質基礎和技術細節。