太赫兹新器件研究突破：非线性过程揭秘

8 月 30, 2024 #二维, #赫兹, #非线性, #麻省理工科技评论

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近日，清华大学王琛教授和周济院士带领的研究团队，在太赫兹波研究领域取得重要进展。他们在一篇论文中详细阐述了太赫兹发射的非线性过程，以及光学整流、光拖效应、高阶谐波产生和自旋-电荷转换等现象，为设计新型太赫兹器件提供了坚实的理论基础。

太赫兹波，位于电磁波谱的微波与红外线之间，因其独特的物理特性，被誉为“隐藏的频率”。王琛教授团队的研究不仅揭示了太赫兹发射的非线性机制，还讨论了太赫兹发射二极管、激光器和生物传感器等功能性器件的设计方法。

以下是研究的几个关键应用领域：

高速无线通信：太赫兹波的高频率和宽带宽特性，使其成为5G和6G通信网络的理想选择。在未来10-15年内，太赫兹通信有望大规模商用，大幅提升数据传输速率，降低网络延迟。
医疗成像与诊断：太赫兹技术的非侵入性和高分辨率，为癌症和其他疾病的早期检测提供了新途径。它能够针对皮肤和乳腺等组织进行精准成像，帮助医生进行更早期的诊断和治疗。
安全检测和安检：太赫兹波的穿透性使其能够检测隐藏在衣物或包装材料中的违禁品和武器，对机场安检和公共安全具有重要意义。太赫兹安检设备已经在欧美等国家逐步普及。
工业检测和材料分析：太赫兹技术的非破坏性检测能力，使其能够用于半导体材料缺陷检测、药物成分分析等，提升工业产品质量控制，为化工、制药等行业提供高效解决方案。
环境监测和农业：太赫兹技术能够检测空气中的污染物，以及农产品的水分和品质，有助于提高环境保护和农业生产的效率。