专栏：太赫兹辐射源及其应用2025(2)
发刊词
太赫兹波由于其独特的电磁频谱特性，在物理学、化学、生物医学诊断、通信技术、安全检测、雷达探测及军事国防等领域具有重要的研究价值和应用前景。高性能太赫兹辐射源是太赫兹技术快速发展的重要基础，电子学、光子学等领域的多种技术为太赫兹辐射源的实验、研制与评估提供了丰富的新途径。同时，太赫兹应用技术的发展，带动了多学科交叉研究，为太赫兹波的多种应用研究注入了新的活力。
本次精心策划并出版《太赫兹辐射源及其应用》专栏，旨在通过期刊所搭建的平台，汇聚行业内更多专家学者的智慧，共同致力于太赫兹辐射源技术与应用研究，促进专业领域内最新进展的互通与交流，从而推动太赫兹技术与应用的发展。
本专栏内容丰富，涵盖太赫兹参量辐射源研究、从气体到液体的宽带太赫辐射源研究、太赫兹光谱检测热塑性聚氨酯弹性体热稳定性的研究，以及太赫兹光谱脑胶质瘤异质性表征研究等。这些研究不仅展现了太赫兹辐射源当前的研究进展与应用探索，也为推动太赫兹波交叉应用提供了理论基础和技术支撑。
我们对始终关心并支持本专栏出版的各位领导、组稿专家、审稿专家，以及积极参与征文活动的所有作者致以最诚挚的感谢！这一领域的蓬勃发展离不开每一位同仁的共同努力与精诚合作，我们期待与更多业界同仁携手并进，共创太赫兹技术的美好未来。
专栏主编：王与烨 天津大学
组稿专家：
王化斌 中科院重庆绿色智能技术研究院
祁 峰 中科院沈阳自动化研究所
欧阳春梅 天津大学
陈图南 陆军军医大学
吴 斌 中国电科第41研究所
文章列表
2025, 23(2):73-83.
DOI: 10.11805/TKYDA2024326
摘要:
基于受激电磁耦子散射(SPS)的太赫兹参量辐射源是一种光学相干太赫兹辐射源，具有高相干性、频率可调谐、室温运转等优点。本文首先介绍了基于受激电磁耦子散射的基本原理、常用的非线性晶体和耦合技术，重点总结了近年来国内外在增益提升和输出性能提升方面的典型技术与研究成果，以及太赫兹辐射源在物质浓度检测中的应用研究进展，最后分析了太赫兹参量辐射源的关键技术问题以及发展趋势。
基于受激电磁耦子散射(SPS)的太赫兹参量辐射源是一种光学相干太赫兹辐射源，具有高相干性、频率可调谐、室温运转等优点。本文首先介绍了基于受激电磁耦子散射的基本原理、常用的非线性晶体和耦合技术，重点总结了近年来国内外在增益提升和输出性能提升方面的典型技术与研究成果，以及太赫兹辐射源在物质浓度检测中的应用研究进展，最后分析了太赫兹参量辐射源的关键技术问题以及发展趋势。
2025, 23(2):109-115.
DOI: 10.11805/TKYDA2024546
摘要:
通过揭示胶质瘤与对侧正常脑组织的THz光谱特征，分析肿瘤空间的光谱差异，为无创肿瘤诊断提供理论支持。采用U87胶质瘤细胞原位荷瘤小鼠模型，利用太赫兹光谱技术，表征胶质瘤病灶区域及对侧脑组织的吸收特性。采用单因素方差分析(ANOVA)和Tukey's HSD事后检验，评估肿瘤不同层次间光谱吸收的显著性差异。免疫荧光结果显示，胶质瘤病灶区域细胞增殖能力和血管生成密度具有差异性。THz光谱分析表明，在2 THz以上，肿瘤区域的吸收系数显著高于正常脑组织，尤其是外周周围区(L(6-7))吸收系数高于肿瘤增强区(L(1-2))。ANOVA分析验证了肿瘤不同层次间的光谱吸收差异具有统计学显著性(p<0.05)，Tukey's HSD检验进一步确认了肿瘤内部各层次间的具体差异。方差齐性检验显示，肿瘤内部各层次存在显著的异质性，而正常脑组织区域则显示出较为一致的光谱特征。研究表明太赫兹光谱技术可有效识别胶质瘤内部异质性，尤其是病灶中心和浸润区的吸收差异，为无创肿瘤诊断提供了重要依据，展示了其应用潜力。
通过揭示胶质瘤与对侧正常脑组织的THz光谱特征，分析肿瘤空间的光谱差异，为无创肿瘤诊断提供理论支持。采用U87胶质瘤细胞原位荷瘤小鼠模型，利用太赫兹光谱技术，表征胶质瘤病灶区域及对侧脑组织的吸收特性。采用单因素方差分析(ANOVA)和Tukey's HSD事后检验，评估肿瘤不同层次间光谱吸收的显著性差异。免疫荧光结果显示，胶质瘤病灶区域细胞增殖能力和血管生成密度具有差异性。THz光谱分析表明，在2 THz以上，肿瘤区域的吸收系数显著高于正常脑组织，尤其是外周周围区(L(6-7))吸收系数高于肿瘤增强区(L(1-2))。ANOVA分析验证了肿瘤不同层次间的光谱吸收差异具有统计学显著性(p<0.05)，Tukey's HSD检验进一步确认了肿瘤内部各层次间的具体差异。方差齐性检验显示，肿瘤内部各层次存在显著的异质性，而正常脑组织区域则显示出较为一致的光谱特征。研究表明太赫兹光谱技术可有效识别胶质瘤内部异质性，尤其是病灶中心和浸润区的吸收差异，为无创肿瘤诊断提供了重要依据，展示了其应用潜力。
2025, 23(2):84-95.
DOI: 10.11805/TKYDA2024353
摘要:
近些年，气体(空气等离子体)的太赫兹光子学蓬勃发展，但关于液体在太赫兹波段产生的研究报道相对较少，尤其是液态水，在太赫兹频段表现出显著的吸收性能。因此，长期以来学界普遍认为液体不可能是太赫兹波的来源。最近，通过飞秒激光激发液体产生宽带太赫兹波的实验得到了证实，液体作为太赫兹波辐射源具有独特的特性。液体的密度近似固体，在与激光脉冲的相互作用中表现优异，效果远超气体源。气体和液体的流动性保证每次激光脉冲都能与新的靶材区域接触，极大地避免了介质的损伤或退化，这是固体材料所难以实现的功能。正是这些独特的特性，使气体和液体在高能量密度等离子体的研究及作为下一代太赫兹波源的开发中展现出巨大的潜力。本文回顾了气体和液体作为宽带太赫兹源方面的研究进展，并对比了使用气体和液体生成太赫兹波的多种方法。太赫兹波气体和液体光子学揭示了开发新型太赫兹波源的潜力，并为研究激光与液体间的相互作用开辟了新的研究方向。
近些年，气体(空气等离子体)的太赫兹光子学蓬勃发展，但关于液体在太赫兹波段产生的研究报道相对较少，尤其是液态水，在太赫兹频段表现出显著的吸收性能。因此，长期以来学界普遍认为液体不可能是太赫兹波的来源。最近，通过飞秒激光激发液体产生宽带太赫兹波的实验得到了证实，液体作为太赫兹波辐射源具有独特的特性。液体的密度近似固体，在与激光脉冲的相互作用中表现优异，效果远超气体源。气体和液体的流动性保证每次激光脉冲都能与新的靶材区域接触，极大地避免了介质的损伤或退化，这是固体材料所难以实现的功能。正是这些独特的特性，使气体和液体在高能量密度等离子体的研究及作为下一代太赫兹波源的开发中展现出巨大的潜力。本文回顾了气体和液体作为宽带太赫兹源方面的研究进展，并对比了使用气体和液体生成太赫兹波的多种方法。太赫兹波气体和液体光子学揭示了开发新型太赫兹波源的潜力，并为研究激光与液体间的相互作用开辟了新的研究方向。
2025, 23(2):96-101.
DOI: 10.11805/TKYDA2024545
摘要:
提出一种具有高Q值的全硅结构超表面，由上下两层硅方柱构成，可通过调节上下两层结构的x ![]()
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提出一种具有高Q值的全硅结构超表面，由上下两层硅方柱构成，可通过调节上下两层结构的
2025, 23(2):102-108.
DOI: 10.11805/TKYDA2024217
摘要:
热稳定性是高分子材料的一个关键指标，利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术结合控温装置，检测了两种热塑性聚氨酯弹性体(TPU)固体样本。室温条件下，不同类型TPU的太赫兹吸收系数及折射率数值存在差异。在从20 ℃加热至160 ℃过程中，随着温度的升高，太赫兹吸收系数逐渐增加，而折射率随之降低。其线性拟合转折点与已报道的材料维卡转换温度基本对应，并且热稳定性较高的样品，升降温后光学常数相对保持更稳定。研究结果表明太赫兹光谱技术可为检测高分子材料热稳定性提供新的途径。
热稳定性是高分子材料的一个关键指标，利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术结合控温装置，检测了两种热塑性聚氨酯弹性体(TPU)固体样本。室温条件下，不同类型TPU的太赫兹吸收系数及折射率数值存在差异。在从20 ℃加热至160 ℃过程中，随着温度的升高，太赫兹吸收系数逐渐增加，而折射率随之降低。其线性拟合转折点与已报道的材料维卡转换温度基本对应，并且热稳定性较高的样品，升降温后光学常数相对保持更稳定。研究结果表明太赫兹光谱技术可为检测高分子材料热稳定性提供新的途径。
2025, 23(2):116-122.
DOI: 10.11805/TKYDA2024548
摘要:
神经系统疾病的精准诊断和个性化治疗对改善患者预后至关重要。太赫兹(THz)超材料因其独特的光谱特性，成为研究脑组织不同功能区的重要工具。采用THz超材料对大脑组织切片进行检测，重点分析杏仁核、运动皮层、听皮层、海马体、下丘脑和丘脑等关键功能区。通过测量各区域的谐振频率和振幅变化，验证THz超材料在识别不同脑区的能力。各脑功能区的谐振频率和振幅均发生显著变化，其中海马体谐振峰的共振幅度Δ A ![]()
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神经系统疾病的精准诊断和个性化治疗对改善患者预后至关重要。太赫兹(THz)超材料因其独特的光谱特性，成为研究脑组织不同功能区的重要工具。采用THz超材料对大脑组织切片进行检测，重点分析杏仁核、运动皮层、听皮层、海马体、下丘脑和丘脑等关键功能区。通过测量各区域的谐振频率和振幅变化，验证THz超材料在识别不同脑区的能力。各脑功能区的谐振频率和振幅均发生显著变化，其中海马体谐振峰的共振幅度
