太赫兹成像.传感及通信技术手册 9787118106923 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

加萨义德齐亚 著

图书标签:

• 太赫兹技术
• 太赫兹成像
• 传感技术
• 通信技术
• 电磁波
• 微波
• 毫米波
• 电子工程
• 物理学
• 应用科学

店铺： 韵读图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118106923

商品编码：30147177916

包装：平装

出版时间：2016-05-01

图书基本信息
图书名称	太赫兹成像.传感及通信技术手册	作者	(加)萨义德齐亚
定价	132.00元	出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118106923	出版日期	2016-05-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

本书分为三大部分，共22章。**部分对成像、传感及通信太赫兹技术的相关基础给予了权WEI性的介绍，讨论了太赫兹波的产生、发射和检测，以及表面等离子体激元、太赫兹近场成像与传感、室温太赫兹探测器和太赫兹无线通信的相关基础。第二部分接着讨论了太赫兹技术的*新进展及一些新颖的技术，例如，太赫兹生物传感、阵列成像仪以及太赫兹波谐振场增强技术，并综述了光纤耦合时域光谱系统（THz-TDS）、太赫兹光混频系统、太赫兹纳米技术、太赫兹频率测量及半导体材料研制进展。第三部分探讨了太赫兹技术的相关应用，包括其在层析成像、材料光谱。

作者简介

目录

部分太赫兹成像、传感及通信技术基础 章用于太赫兹波产生及检测的光电技术2 1.1引言2 1.1.1太赫兹源技术2 1.1.2光电太赫兹源3 1.2太赫兹探测器技术4 1.2.1零差探测器4 1.2.2外差探测器4 1.2.3光电探测器5 1.3太赫兹光导天线产生太赫兹信号5 1.3.1连续波模式6 1.3.2脉冲模式8 1.3.3库仑屏蔽效应和辐射屏蔽效应9 1.4太赫兹光导天线探测太赫兹信号9 1.4.1连续波模式9 1.4.2脉冲模式10 ……

编辑推荐

文摘

序言

太赫兹成像、传感与通信技术手册 前言 在当今科技飞速发展的时代，太赫兹（THz）波作为介于微波与红外线之间的一个独特频段，正以前所未有的速度渗透到科学研究和工业应用的各个领域。其独特的物理特性，如强烈的穿透性（对非金属、非极性材料）、对水分子的高度敏感性、以及极低的电离辐射，使其在成像、传感和通信等方面展现出巨大的潜力。从物质成分的无损检测，到生物医学的早期诊断，再到新一代高速通信系统的构想，太赫兹技术正在逐步揭开神秘面纱，预示着一个全新的技术浪潮。 本书《太赫兹成像、传感与通信技术手册》旨在为广大科研工作者、工程师、研究生以及对太赫兹技术感兴趣的读者提供一个全面、深入的学习平台。我们汇集了国内外在太赫兹领域具有深厚造诣的专家学者，力求从理论基础到前沿应用，从关键技术到未来展望，全方位地阐述这一新兴技术的核心内容。本书内容涵盖了太赫兹波的产生、探测、操控，以及在成像、传感和通信等多个方面的应用，并着重介绍了当前研究的热点与挑战，为读者提供宝贵的参考和指导。 第一章：太赫兹波的产生与探测 本章将深入探讨太赫兹波的产生机制和探测方法。我们将从物理学原理出发，详细介绍各种主流的太赫兹波源，包括： 电子学方法： 如光电导天线（Photoconductive Antenna, PCA）、雪崩二极管（Avalanche Diode）、瞬态激光诱导等离子体（Laser-Induced Plasma, LIP）、以及半导体振荡器（如 Gunn二极管）。我们将分析这些方法的优缺点、工作频率范围、输出功率和相干性等关键参数。 光学方法： 如光学采样（Optical Sampling）、非线性光学效应（如二次谐波产生、参量过程）等。我们将阐述其基本原理，并分析其在产生超宽带太赫兹脉冲方面的优势。 其他方法： 还将简要介绍一些新兴的太赫兹波产生技术，如量子级联激光器（Quantum Cascade Laser, QCL）、自由电子激光器（Free Electron Laser, FEL）等。 在探测方面，本章将详细阐述各种太赫兹波探测器的原理和性能，包括： 电学探测器： 重点介绍光电导天线（PCA）作为探测器的原理，以及其在宽带和窄带探测中的应用。 热学探测器： 如热电偶（Thermocouple）、热释电探测器（Pyroelectric Detector）、 bolometer 等，分析其对太赫兹辐射的响应机制和探测灵敏度。 光学探测器： 如非线性晶体（如ZnTe）的光学采样探测，分析其高带宽和高时间分辨率的特点。 量子探测器： 介绍一些基于量子效应的探测技术，如超导纳米线单光子探测器（Superconducting Nanowire Single-Photon Detector, SNSPD）在太赫兹频段的应用潜力。 本章旨在为读者提供理解太赫兹系统构建的基础，帮助读者根据不同的应用需求选择合适的太赫兹源和探测器。 第二章：太赫兹波的传播与操控 本章将聚焦于太赫兹波的传播特性以及如何对其进行有效的操控。 传播特性： 我们将分析太赫兹波在不同介质中的传播衰减，包括大气吸收、材料的介电损耗等。特别是对水蒸气的吸收谱进行详细介绍，这对于室外太赫兹通信和遥感至关重要。同时，也将探讨太赫兹波的衍射和散射特性，以及它们对成像和传感的影响。 太赫兹波的操控： 反射与透射： 介绍用于反射和透射太赫兹波的材料和结构，如金属反射镜、介质分束器、以及各种增透和增反膜。 聚焦与准直： 详细讲解太赫兹波的聚焦和准直技术，包括透镜（如聚乙烯透镜、硒化锌透镜）和反射镜（如抛物面反射镜、惠更斯透镜）的设计原理和应用。 偏振控制： 介绍太赫兹波的偏振特性，以及如何使用偏振片、波片等器件来操控太赫兹波的偏振状态，这在某些成像和传感应用中至关重要。 空间光调制（Spatial Light Modulation, SLM）： 探讨使用太赫兹SLM来动态调控太赫兹波前，实现全息成像、波束整形等高级功能。 超材料（Metamaterials）与超表面（Metasurfaces）： 重点介绍基于超材料和超表面的新兴太赫兹波操控技术，如超材料透镜、隐身衣、超表面天线等，以及它们在突破传统光学限制方面的潜力。 本章将为读者理解太赫兹系统设计和优化提供关键的工程学和物理学知识。 第三章：太赫兹成像技术 太赫兹成像因其独特的穿透能力和光谱信息，在无损检测、安检、生物医学等领域具有广泛的应用前景。本章将深入探讨各种太赫兹成像方法。 成像原理： 时域成像： 基于太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术，通过分析太赫兹脉冲的传播时间、振幅和相位信息来构建图像。详细介绍其成像过程、空间分辨率和穿透深度。 频域成像： 利用太赫兹光谱仪或扫描式成像系统，通过采集不同频率的太赫兹强度信息来生成图像。 反射式成像： 分析太赫兹波与被测物体表面的反射信号来获取表面形貌和结构信息。 透射式成像： 分析太赫兹波穿透被测物体后的信号变化，用于探测物体内部结构和成分。 成像系统与技术： 基于THz-TDS的成像系统： 详细介绍系统构成，如光路设计、扫描机制（例如，机械扫描、光学扫描）以及图像重建算法。 基于THz-FTIR的成像系统： 介绍傅里叶变换红外光谱仪在太赫兹成像中的应用，以及其优势和局限性。 其他成像技术： 如计算层析成像（Computational Tomography）、相干成像（Coherent Imaging）、散斑成像（Speckle Imaging）等。 应用实例： 无损检测： 墙体裂缝、文物保护、电子器件缺陷检测、食品安全检测等。 安检： 危险品（如爆炸物、管制刀具）的探测，穿透衣物进行人体扫描。 生物医学成像： 皮肤癌检测、骨密度测量、组织水含量分析、药物释放监测等。 工业检测： 聚合物、陶瓷、复合材料等的缺陷检测，印刷电路板（PCB）检测。 本章将通过详实的原理讲解和丰富的应用案例，展示太赫兹成像技术的强大能力和广阔前景。 第四章：太赫兹传感技术 太赫兹传感技术利用太赫兹波与物质相互作用产生的独特光谱指纹，实现对物质成分、浓度、环境参数等的精确测量。本章将聚焦于太赫兹传感的核心技术和应用。 传感原理： 吸收光谱传感： 基于不同物质在太赫兹频段具有特征吸收峰的原理，通过测量太赫兹波穿透样品后的吸收度来识别和量化物质。 反射光谱传感： 分析太赫兹波与样品表面的反射信号，用于表面传感和分析。 折射率传感： 利用太赫兹波在不同介质中的折射率变化来感知环境参数的变化。 共振传感： 利用太赫兹共振结构（如光子晶体、超材料）对特定物质或环境变化的敏感响应。 太赫兹光谱技术： 太赫兹时域光谱（THz-TDS）： 详细介绍其在物质成分分析、浓度测量、痕量物质检测中的应用。 太赫兹傅里叶变换光谱（THz-FTIR）： 探讨其在光谱分辨率和测量速度方面的优势，以及在定性定量分析中的应用。 腔体增强吸收光谱（Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy）： 介绍如何利用高品质因子（Q值）的太赫兹谐振腔来提高吸收光谱传感的灵敏度。 应用领域： 化学物质检测： 爆炸物、毒品、化学制剂的快速识别；挥发性有机化合物（VOCs）的监测。 生物传感： 蛋白质、DNA、葡萄糖等的检测；疾病生物标志物的早期筛查。 环境监测： 空气污染物、水质检测、温室气体监测。 食品安全： 农药残留、非法添加剂、转基因食品的检测。 药物分析： 药物成分鉴别、晶型分析、含量测定、药物包装完整性检测。 本章将深入剖析太赫兹传感技术的原理，并展示其在精确、快速、无损地获取物质信息方面的强大实力。 第五章：太赫兹通信技术 随着信息时代的爆炸式发展，现有通信频段的频谱资源日益拥挤，对更高带宽和更大数据传输速率的需求迫在眉睫。太赫兹频段凭借其超宽的可用带宽，为下一代超高速通信提供了新的可能性。本章将探讨太赫兹通信系统的关键技术和挑战。 太赫兹通信的优势与挑战： 优势： 极大的带宽潜力（GHz至THz），支持Tbps级别的数据传输速率；方向性强，保密性好；在某些特定场景下（如短距离、高密度通信）具有优势。 挑战： 严重的路径损耗（大气吸收、散射）；器件的性能瓶颈（功率、效率、带宽）；太赫兹波束的精确指向和跟踪；信号的调制解调技术。 太赫兹通信系统架构： 短距离通信： 如超高速点对点数据传输、室内无线通信、设备间直连。 中距离通信： 如固定无线接入、卫星通信。 未来应用： 空间通信、体内通信、超高速数据中心互联。 关键技术： 太赫兹波的产生与放大： 介绍适用于通信的高功率、高效率的太赫兹发射机技术。 太赫兹天线设计： 讨论高增益、窄波束宽的太赫兹天线设计，如喇叭天线、透镜天线、相控阵天线、以及超材料天线。 太赫兹调制解调技术： 探索和发展高效的太赫兹信号调制（如OOK, PAM, QAM）和解调方法。 太赫兹信号处理： 介绍适用于太赫兹通信的信道编码、均衡、滤波等信号处理技术。 太赫兹波束管理： 讨论太赫兹通信中的波束赋形、波束跟踪、以及多用户接入等技术。 太赫兹信道建模： 建立准确的太赫兹通信信道模型，以指导系统设计和性能评估。 前沿研究与展望： 介绍当前太赫兹通信领域的研究热点，如太赫兹全双工通信、太赫兹 MIMO 系统、以及太赫兹与可见光通信（VLC）的融合等。 本章将为读者勾勒出太赫兹通信的宏伟蓝图，并深入探讨实现这一蓝图所需克服的关键技术难题。 第六章：太赫兹技术的发展趋势与未来展望 本章将对太赫兹技术的发展进行总结，并展望其未来的发展方向和潜在应用。 关键技术瓶颈的突破： 高性能太赫兹器件： 介绍在更低功耗、更高效率、更宽带宽方面取得进展的太赫兹源、探测器、调制器等。 集成化与小型化： 探讨如何将太赫兹系统集成到芯片级别，实现小型化、便携化和低成本化。 多模态融合： 讨论如何将太赫兹技术与X射线、可见光、红外等其他成像和传感技术相结合，以获得更丰富的信息。 新兴应用领域： 天体物理学与空间探测： 利用太赫兹望远镜研究宇宙中的冷物质、分子云和恒星形成。 量子信息技术： 太赫兹光子在量子计算和量子通信中的潜在应用。 先进制造： 在3D打印、材料科学中的应用。 地下探测与地质勘探： 穿透地层探测地下结构和资源。 标准化与产业化： 讨论太赫兹技术向标准化和产业化迈进的挑战和机遇。 结论 太赫兹技术正处于一个蓬勃发展的阶段，其独特的物理性质和广泛的应用潜力正吸引着越来越多的科研人员和工业界的关注。本书的出版，旨在为读者提供一个系统、全面的太赫兹技术学习平台，希望能激发更多创新思维，推动太赫兹科学与技术的进步，为人类社会带来更多福祉。我们相信，随着技术的不断成熟和应用的深入拓展，太赫兹技术必将成为下一代科技革命的重要驱动力。

评分☆☆☆☆☆

细细品读这本书，我更体会到了它在梳理太赫兹领域复杂知识体系方面的强大功力。从宏观的技术发展趋势，到微观的器件原理和工艺流程，本书都展现出了高度的系统性和条理性。我特别欣赏书中对于不同太赫兹成像模态的分类和讲解，例如时间域成像、频域成像和空间域成像，以及它们各自所依赖的物理原理和技术手段。在传感章节，我对书中关于太赫兹非线性光学效应在传感应用中的潜力充满了兴趣，以及如何利用这些效应来开发高灵敏度的传感器。对于通信部分，我更是看到了太赫兹通信作为未来6G甚至更高代通信技术的重要候选者所展现出的巨大潜力，以及书中对于超宽带信号传输、新型天线阵列设计和先进信号处理算法的探讨。总而言之，这本书为我提供了一个深入了解太赫兹技术全貌的绝佳平台，让我能够清晰地把握该领域的发展脉络和未来方向。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先映入眼帘的是那些密密麻麻的公式和图表，这是技术类书籍的“标配”，也恰恰是我最感兴趣的部分。我一直相信，对于一项复杂的技术，最直观的理解往往来自于对其背后的数学模型和物理原理的深入剖析。这本书的排版设计很合理，图文并茂，那些精密的电路图、原理示意图以及实验装置图，都显得专业且易于理解。我尤其关注那些关于太赫兹波的产生、探测以及传输特性的章节，希望能从中找到关于不同太赫兹源（如量子级联激光器、自由电子激光器）以及各类探测器（如 bolometer, schottky diode）的详细介绍和性能对比。对于通信部分，我更是翘首以盼，想象着书中会详细讲解太赫兹频段的信道特性、调制解调技术以及相关的天线设计，这对于我构思未来高速无线通信方案有着重要的理论指导意义。我期待书中能够包含最新的研究进展和前沿的技术动态，能够为我提供足够的信息，让我能够站在巨人的肩膀上，去探索和创新。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的印象是它将理论与实践紧密结合的风格，它不仅仅停留在概念的阐述，更着重于技术细节的讲解。我能看到书中详细介绍了多种太赫兹成像技术，例如基于扫描的成像、基于全息的成像以及基于压缩感知的成像，并且对它们各自的优缺点、适用范围以及实现方案进行了深入的比较和分析。在传感方面，书中也涵盖了多种太赫兹传感器的原理、设计和性能评估方法，包括用于光谱分析、气体检测和生物分子传感的应用。对于通信部分，我特别关注书中关于太赫兹波传播损耗、多径效应以及大气吸收等实际问题的讨论，以及如何通过合理的链路设计和信号处理技术来克服这些困难。这些技术层面的细节，对于真正掌握一项技术至关重要，也正是这类手册的价值所在。我期待这本书能够成为我的“技术宝典”，在我遇到具体技术难题时，能够快速找到解决思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于其内容的广度和深度，我能够感受到作者在梳理和整合大量前沿信息方面所付出的巨大努力。从基础的太赫兹波物理特性，到复杂的成像算法和传感机理，再到高效的通信协议设计，这本书几乎涵盖了太赫兹技术发展的全貌。我尤其欣赏其中关于太赫兹成像技术在不同应用场景下的案例分析，比如在食品安全检测、文物保护以及生物医学成像方面的具体实现方法和取得的成果。这些实际的案例能够帮助我更直观地理解理论知识的应用价值，并从中获得灵感。此外，书中对于太赫兹通信的讨论，不仅涉及理论模型，还对实际的系统架构和关键器件的选型提供了指导性建议。我希望通过这本书，能够了解当前太赫兹通信面临的挑战，以及应对这些挑战的可能解决方案，这对于我在相关领域的研究和开发都将是极其宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我第一反应就是它那沉甸甸的质感，厚实精装的封面，摸上去就有一种知识的厚重感扑面而来。书页的纸张也相当不错，触感细腻，印刷清晰，这一点对于一本技术类的手册来说至关重要，毕竟要反复查阅，舒适的阅读体验能大大提升效率。封面上“太赫兹成像.传感及通信技术手册”这几个字，散发着一种严谨而专业的科学气息，仿佛预示着里面蕴含着尖端技术的宝藏。我对太赫兹技术一直充满好奇，它介于微波和红外之间，在很多领域都有着巨大的潜力，比如无损检测、安检、医疗诊断，甚至还有通信。这本书的书名直接点明了主题，让我对它能否系统地梳理和介绍太赫兹成像、传感以及通信这三大核心技术充满了期待。我希望这本书能够像一个百科全书一样，为我打开太赫兹技术的大门，让我能够更全面地了解它的原理、发展现状以及未来的应用前景。单凭这外在的质感和书名，就足够让我对它产生浓厚的兴趣，迫不及待地想翻开细读。