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基于双谐振器的偏振依赖型五频段太赫兹超材料
摘要： 本文提出了一种由两个六边形金属谐振器构成的多频带太赫兹超材料，其支撑于特氟龙介质基底上。采用CST微波工作室软件对该结构的性能特性进行了数值评估。该设计具有偏振敏感且与入射角度无关的工作特性。所设计的结构在横电模式下于0.19 THz、0.3 THz、0.47 THz、0.5 THz和0.61 THz五个频率处产生谐振。通过获取电场分布，我们理解了多频带谐振的基本原理。
关键词： 多波段、太赫兹、超材料、成像、偏振
更新于2025-09-23 15:22:29
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具有界面多层导电各向异性薄层的平面波激励模态传输线理论
摘要： 本文提出了一种简洁高效的传输线模型，用于分析包含界面导电层的平面波激励平面多层单轴介质。这些导电层可能具有完全填充的各向异性电导率张量，从而导致横磁波与横电波相互耦合。该传输线理论因此被扩展以适应这种混合传播模式。研究开发并比较了三种不同的传输线网络求解算法，其中包括一种数值稳定且高效的散射矩阵方法。文中通过算例验证了该理论方法的正确性。
关键词： 各向异性导电片、太赫兹、传输线网络、转移矩阵、石墨烯、散射矩阵、平面波、平面多层结构
更新于2025-09-23 15:22:29
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存在I/Q失配情况下低成本非线性太赫兹发射机的预补偿与系统参数估计
摘要： 太赫兹（THz）传输可提供多种极具吸引力的应用，但开发低成本高能效的太赫兹器件仍处于早期阶段。现有文献中最具前景的低成本太赫兹发射机架构是所谓的"末级倍频"架构。然而由于该架构固有的非线性失真，其无法传输正交幅度调制（QAM）。我们通过将低成本太赫兹器件的非线性特性及信号模型中的同相/正交（I/Q）失衡效应纳入研究，对这类非线性太赫兹通信系统展开分析。随后提出预补偿方案来校正非线性和I/Q失衡效应，从而使太赫兹系统能够采用支持QAM的末级倍频架构。该预补偿方案需要获取系统参数，为此我们提出了最大似然估计器及其基于交替估计算法的实用实现方案，同时推导了系统参数估计的克拉美罗下界（CRLB）闭式表达式，并设计了用于参数估计的导频序列。数值结果表明，所提预补偿方案解决了现有太赫兹系统中存在的突出问题——调制符号的严重非线性失真、频谱扩展和/或大幅频谱旁瓣，并有效抑制了I/Q失衡效应。
关键词： 预补偿、估计、正交幅度调制、I/Q失衡、非线性失真、低成本、太赫兹
更新于2025-09-23 15:22:29
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场效应晶体管的不同类型——理论与应用 || 高电子迁移率晶体管中的量子限制
摘要： 调制掺杂半导体纳米结构展现出本质为量子力学的卓越电学与光学特性。这类结构的核心在于两种带隙不同的外延生长半导体所形成的异质结。该异质结中的量子限制效应会导致导带和价带离散化为分立子能带，这些量子化能带之间的间距是经过多年优化的重要参数，已广泛应用于器件设计。此类器件大多形成低维载流子，从而可能实现该纳米结构中子能带间的光学跃迁。量子化能带/能级间的跃迁能量差通常位于电磁波谱的红外或太赫兹区域，可根据具体应用需求进行设计。因此，深入理解并有效调控这种子带间跃迁（ISTs），不仅是基础研究的重要课题，更是光电器件应用——特别是填补太赫兹频段空白——的必要条件。
关键词： 高电子迁移率晶体管、子带间跃迁、红外、异质结、太赫兹
更新于2025-09-23 15:22:29
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一款高分辨率220GHz超宽带全集成逆合成孔径雷达成像系统
摘要： 本文提出了一种工作在亚太赫兹（sub-THz）频段的超宽带全集成成像雷达，在不使用任何聚焦透镜/反射镜的情况下实现了精细的横向分辨率。我们在23厘米距离处实现了2毫米的横向分辨率以及2.7毫米的距离分辨率。为实现优异的距离分辨率，在调频连续波雷达配置中，我们生成并高效辐射了中心频率为221.1 GHz、最先进啁啾带宽（BW）达62.4 GHz的信号。我们提出了一种核心晶体管周围无源嵌入结构的最优设计技术，以最大化压控振荡器的调谐带宽。在接收端，为最大化中频电平，采用专为最低变频损耗设计的次谐波混频器。最终，为实现精细横向分辨率，我们基于逆合成孔径雷达（ISAR）系统实现了近场波束形成算法，合成波束宽度小于0.5°，从而重建出高分辨率图像。该系统采用55纳米BiCMOS工艺制造。据我们所知，这是首个利用ISAR实现高横向分辨率的全集成亚太赫兹/亚太赫兹频段成像雷达。
关键词： 超宽带、调频连续波（FMCW）、遥感、太赫兹、雷达、亚太赫兹（sub-THz）、振荡器、逆合成孔径雷达（ISAR）、平面波
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用时域光谱技术测量石蜡相变材料在26 GHz至1.1 THz频段的复介电常数
摘要： 我们报道了六十六烷薄膜在26 GHz至1.1 THz频段的复介电常数测量结果。六十六烷（C36H74）的熔点为75°C，其15%的体积变化特性对开发大位移低损耗射频微执行器至关重要。本研究采用时域光谱技术测量石蜡样品在0.3-1.1 THz频段的传输系数。为提取介电常数并精确估算小损耗角正切值，我们开发了通过新型最小二乘法拟合测量数据的传播模型。采用德拜弛豫模型描述介电常数的频率依赖性。该方法收敛迅速且信号处理量极小，通过设计复介电常数频率依赖性的适当函数即可测定材料复介电常数。测量了20个不同厚度石蜡样品的透射率，测得平均介电常数为2.25（标准差0.028）。损耗角正切随频率单调递增，在1.1 THz时达到最大值6.32×10?3。研究表明石蜡是低损耗电介质，使其成为开发亚毫米波/毫米波(mmW)可变电容器、低损耗可重构天线及移相器的电-热-机械执行器的理想材料。
关键词： 太赫兹、时域光谱、损耗角正切、毫米波、烷烃、石蜡、复介电常数
更新于2025-09-23 15:21:21
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低压气体中双色飞秒激光脉冲对太赫兹辐射的增强效应
摘要： 我们确定了通过高功率近红外激光辐射高效产生太赫兹脉冲的实验条件：将2太瓦、30飞秒、800纳米激光脉冲及其二次谐波在低压气体腔中轻微聚焦，以避免多重丝化效应和过度电离。这种双色方案产生的太赫兹脉冲达到微焦耳量级，比环境空气大气中生成的信号高出两个数量级。
关键词： 太赫兹、双色、等离子体吸收、太瓦、啁啾、丝状结构、低压、饱和
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过下转换光学非线性在量子级联激光器中产生太赫兹波：设计与建模
摘要： 本文提出一种通过光学非线性频率下转换实现量子级联激光器（QCL）太赫兹（THz）辐射的电驱动光激发激光结构。该创新设计中，泵浦光与太赫兹辐射均由同一有源区导带内量子化态间的电子-光学子带间跃迁（IST）同步产生。采用薛定谔-泊松方程自洽求解实现激光能带结构建模，并通过密度矩阵方法与能量密度平衡方程（自洽考虑结构中的光学、电学及热相互作用）对所提结构的电子输运特性进行详细分析。此外，基于体德鲁德模型计算太赫兹光学模式的波导损耗。通过密度矩阵方程稳态解，推导出太赫兹强度增益与泵浦场强度、载流子分布及量子相干贡献的函数关系?；诟媚Ｐ?，我们分析了220K和300K两种散热器温度下的器件稳态与瞬态特性。仿真结果表明，该结构有望实现量子级联激光器的室温太赫兹辐射输出。
关键词： 量子级联激光器（QCL）、太赫兹（THz）产生、下转换光学非线性、密度矩阵形式体系
更新于2025-09-23 15:21:01
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宽带电控游标可调谐太赫兹量子级联激光器
摘要： 太赫兹量子级联激光器的频率调谐面临挑战，因其热调谐系数和电流调谐系数较低。此外，电信激光器中用于调谐发射频率的光子设计（如基于游标选择的采样光栅）因太赫兹波长较长而不适用，且需要极长的腔体（>15毫米）。本文报道了首个利用耦合腔激光器与缺陷工程光子晶格实现游标选择规则的单片器件宽带频率调谐。通过精确定位的缺陷晶格，我们能够调控其中一个腔体的自由光谱范围和精细度——类似采样光栅但采用更短腔长（<4毫米）。该耦合腔结构实现了发射频率的调谐，最终获得209GHz的调谐范围，包括六个频段内约6-21GHz的无跳模连续调谐，其控制机制包含斯塔克位移、腔牵引效应、局部焦耳热及热效应。
关键词： 量子级联激光器，太赫兹，频率调谐
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于高效太赫兹调制的高压低电压石墨烯基振幅调制器
摘要： 本文提出了一种基于场效应晶体管的高效太赫兹幅度调制器件。该偏振不敏感调制器采用单层石墨烯设计，在5V栅极电压范围内实现了约53%的最大实验调制深度，且制造工艺成本低廉。研究采用了两种方法提升调制性能：一方面，设计的金属超材料能有效增强单层石墨烯附近的电磁场，从而显著提高石墨烯在太赫兹波段的调制能力；另一方面，以基于聚环氧乙烷的电解质（PEO:LiClO4）作为高容量供体，使得单层石墨烯能在较低电压下实现掺杂。
关键词： 固态电解质，太赫兹，单层石墨烯，透射率，超材料，振幅调制，场效应晶体管
更新于2025-09-23 15:21:01