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0.45太赫兹下冷冻黑色素瘤成像的计算体模研究
摘要： 太赫兹辐射（THz）极易被液态水吸收。这一特性使得基于正常组织与病变组织间含水量差异的医学成像成为可能。然而在体温条件下，太赫兹波的有效穿透深度仅限于0.2-0.3毫米。0.1-2.0 THz频段具有独特性质——液态水与冰的吸收率存在显著差异，冰对辐射的穿透性是液态水的100倍。这使得90%的辐射能穿透冰层1.0毫米，从而实现对5.0毫米深度冷冻组织的成像。该技术可作为手术切除前或术中的活体检测手段。研究团队通过组织仿体对冷冻正常皮肤和冷冻黑色素瘤进行了时域有限差分（FDTD）计算建模，结果表明仅凭含水量差异就足以区分两者。当将黑色素瘤中的黑色素色素模拟为强太赫兹吸收体时，成像对比度会发生变化。根据模型分析，进一步探索"太赫兹-皮肤冷冻"成像技术具有重要价值。建模显示冷冻组织与非冷冻组织边界存在强烈反射特性，若该反射特性得到证实，该技术还可应用于皮肤诊断与治疗的其他领域。
关键词： 成像、冷冻、黑色素瘤、皮肤、太赫兹
更新于2025-09-23 03:02:29
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[IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018年7月1日-2018年7月5日)] 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 短周期半导体超晶格光学特性的高效算法
摘要： 本次报告将回顾一组用于描述半导体发光与吸收的分析方程，这些方程已被证明能有效描述稀薄半导体。该算法可作为研究超晶格及其他采用各向异性介质方法处理的有效三维材料的有力工具。
关键词： 发光、半导体超晶格、太赫兹-中红外波段
更新于2025-09-23 06:31:15
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基于双层堆叠共振结构的太赫兹频段四谱完美超材料吸收器
摘要： 迫切需要开发用于生物传感、光谱成像和选择性热发射器应用的多光谱完美光吸收器。遗憾的是，当前多光谱吸收器通常仅基于多个谐振器的基本共振组合，采用共面超单元结构或垂直多层堆叠的设计理念，这类结构既未引入新共振模式又难以制备。本研究提出并验证了一种由双层堆叠谐振结构构成的四频谱吸收器。数值模拟表明该结构可在四个频段实现近100%吸收率，其四频谱吸收源于设计结构中基本模式与三阶共振的两组激发。由于共振结构具有高度对称性，该器件对入射光偏振不敏感。通过研究器件参数进一步探究了四频谱吸收的物理机制，同时揭示增加层数可进一步提升共振峰数量。
关键词： 超材料、多光谱吸收、太赫兹
更新于2025-09-24 00:24:42
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基于石墨烯的可调谐多功能超材料，用于宽带太赫兹波的动态偏振调控
摘要： 石墨烯赋能的超材料已成为动态控制电磁波偏振态的极具前景的光电器件。然而，设计具有更充分偏振调控自由度的可调谐超材料仍是关键技术挑战。本研究提出一种由金属条带构成的石墨烯赋能可调谐多功能超材料——这些金属条带排列在嵌入石墨烯三明治结构的接地聚合物基底上，通过电学方式调控太赫兹波的偏振状态。通过电压偏置调节石墨烯费米能级，可定制该超材料的电磁响应特性，从而实现反射模式下的动态可调谐偏振操控。全波仿真验证了所有预期性能：该器件可作为线性/圆偏振入射波的可切换四分之一波片与可调谐二分之一波片；更可将入射波转换为交叉偏振反射模式的偏振转换比，在1.46至2.26太赫兹宽频范围内连续调控（2%-95%）。该超材料延续了石墨烯基可调谐偏振器与偏振开关的发展进程，有望应用于无线通信、太赫兹传感与成像等领域。
关键词： 偏振调控、太赫兹、石墨烯、可调谐、超材料
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用太赫兹超材料谐振器实现宽带完美吸收
摘要： 宽带超材料完美吸收体在许多应用中至关重要。然而，这类宽带吸收体通?；诟丛咏峁股杓?，其制造工艺极具挑战性。本文展示了一种由带两个矩形孔的矩形金属贴片构成、背面设置双层介质片和金属镜的简易结构，可实现宽带吸收。该结构具有三个不同但相似的共振峰，其叠加效应能实现1.00太赫兹带宽且吸收率>80%的效果。通过对应三种吸收模式的场分布阐明了吸收体的物理成因。此外，改变谐振器尺寸可调节器件带宽。这种简易结构设计所呈现的吸收特性可广泛应用于多个领域。
关键词： 超材料，宽带吸收，太赫兹
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第二届信息通信与信号处理国际会议(ICICSP) - 中国威海(2019.9.28-2019.9.30)] 2019年IEEE第二届信息通信与信号处理国际会议(ICICSP) - 基于视觉的瓶装矿泉水中悬浮固体自动检测
摘要： 我们研发了采用非制冷微测辐射热计阵列的太赫兹（THz）相机用于简易太赫兹成像，提升其灵敏度是重要课题之一。我们为实时太赫兹相机制造了具有谐振腔结构的新微测辐射热计阵列，并开发了评估太赫兹宽频段灵敏度的新方法。通过考虑偏振依赖性，在0.5-2.0 THz频段测量了该太赫兹相机的灵敏度频率特性。研究发现谐振腔结构能有效提升相机灵敏度，在1 THz以下频段实际实现了十倍灵敏度提升。这种高灵敏度太赫兹相机将拓展分子成像和无损检测等实时太赫兹成像的应用前沿。
关键词： 焦平面阵列、微测辐射热计、太赫兹（THz）、实时成像、紧凑型太赫兹相机
更新于2025-09-19 17:13:59
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太赫兹环形超表面与超材料中电磁耦合效应的研究
摘要： 我们提出并制备了以聚酰亚胺为衬底、由两个共面U形开口环谐振器（USRRs）构成的超分子单元的环形偶极子（TD）超表面（MSs），TD超材料（MMs）则由两层TD MSs堆叠而成。其频率、电磁（EM）分布及品质因数（Q因子）会受到TD MSs/MMs中电磁耦合效应的显著影响。研究发现，由于金属层堆叠导致电感增加，TD MMs的共振频率向低频方向移动。同时，TD MMs中的高频TD共振可通过周期性结构进行调控。基于TD共振与TD散射功率（Ty）的关系，在相同超分子结构下Q因子高度依赖于Ty值。优化TD激发方式有望进一步提升超材料的Q因子，为太赫兹传感器及其他功能器件的潜在应用开辟道路。
关键词： 环形偶极子、太赫兹、超材料、超表面
更新于2025-09-19 17:13:59
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金属-石墨烯混合活性手性超表面用于动态太赫兹波前调制与近场成像
摘要： 手性超表面可实现巨大的手性光学响应，并已从光学波段拓展至其他电磁波段。本研究提出一种动态调控太赫兹圆二色性的超表面新方法：通过在由双层C形开口环谐振器（SRRs）构成的超镜中引入图案化电掺杂石墨烯，实现了高效的太赫兹圆二色性调制。由于石墨烯的电掺杂会改变超表面腔体的吸收损耗，该结构可在手性超表面与普通金属镜之间切换——表现为"开"与"关"两种状态。计算结果表明该方法能在较大动态范围内实现太赫兹圆二色性的高效调制。此外，我们还运用该新方法设计了两种用于动态太赫兹波前调控和近场数字成像的超表面，二者均展现出优异的电控开关性能。该方法为基于超表面的有源太赫兹器件设计提供了新途径，也推动了太赫兹手性超表面在高速无线通信和动态成像领域的应用。
关键词： 手性超表面、太赫兹、圆二色性、近场成像、石墨烯、波前调制
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过全介质编码超表面实现太赫兹散射的超宽带低损耗调控
摘要： 尽管通过金属超表面控制太赫兹（THz）散射的研究兴趣日益增长，但避免光与声子或自由电子相互作用产生的欧姆损耗仍是艰巨任务。本文提出一种基于全介质编码超表面（DCMF）实现太赫兹散射超宽带低损耗调控的新方法。实验中，DCMF在900GHz超宽频带内对太赫兹波展现出显著调控能力：当太赫兹波入射时，会分裂为两束贝塞尔光束，其中高振幅透射分量可达60%，低振幅分量约30%；模拟结果显示高振幅透射率甚至可突破99%。此外，编码序列的变化能实现太赫兹散射的多样化调控。值得注意的是，采用"101010..."序列的DCMF可将1.3THz光束折射至两个方向，主光束能量几乎完全耗散；而当1.63THz光束通过"110110..."序列的DCMF时，其能量会向多方向散射，展现出前所未有的太赫兹散射调控能力。本研究不仅丰富了太赫兹调制策略，更为太赫兹器件优化设计提供了指导。
关键词： 调制、太赫兹、编码超表面、超材料、相位灵敏度
更新于2025-09-19 17:13:59
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太赫兹拓扑光子学用于片上通信
摘要： 实现高速片上通信的集成化、低成本且高效的解决方案需要太赫兹频段波导，这对包括第六代（6G）无线通信、太赫兹集成电路以及芯片内外互连在内的信息与通信技术具有重大潜力。然而传统太赫兹波导方法存在对缺陷和锐角弯折敏感的问题。本研究基于光的拓扑相位，在全硅芯片上通过多个锐角弯折实验验证了稳健的太赫兹拓扑谷传输。谷扭结态因其强鲁棒性、单模传播和线性色散特性成为优异的信息载体。利用这种状态，我们通过高度扭曲的畴壁实现了无差错通信，其数据传输速率达到前所未有的每秒十吉比特以上，可实时传输未经压缩的4K高清视频（即水平显示分辨率约4000像素）?；谕仄似骷奶兆韧ㄐ盼跸蛎棵胩忍丶妒萘绰房倭说缆罚贫斯ぶ悄芗鞍ㄗ远菔?、医疗健康、精密制造和全息通信在内的云计算技术发展。
关键词： 拓扑光子学、硅芯片、谷扭结态、片上通信、太赫兹
更新于2025-09-19 17:13:59