太赫兹感测与成像

第一章太赫兹波的本性

1.1引言

1.2太赫兹波的应用

1.3太赫兹波的独特性质

1.4太赫兹波的波动性

1.4.1太赫兹波的干涉

1.4.2太赫兹波的衍射

1.5太赫兹辐射的粒子性

第二章太赫兹波的产生

2.1基于光学效应的太赫兹耐源

2.1.1光电导天线

2.1.2光整流

2.1.3空气产生太赫兹

2.1.4太赫兹参量源

2.1.5光泵浦太赫兹激光器

2.2基于电子学的太赫兹辐艨

2.2.1微型真空电子器件

2.2.2相对论性电子器件

2.2.3半导体激光器

第三章太赫兹波的探测

3.1脉冲太赫兹信号探测

3.1.1光电导取样

3.1.2电光取样

3.1.3光电导取样与电光取样的比较

3.1.4空气探测太赫兹

3.2连续太赫兹信号的探测

3.2.1测辐射热计

3.2.2高莱探测器

3.2.3热释电探测器

3.2.4肖特基二极管

3.2.5场效应晶体管

3.3太赫兹单光子探测

第四章太赫兹时域光谱

4.1太赫兹时域光谱技术的优势

4.2太赫兹时域光谱系统

4.3太赫兹时域光谱技术原理

4.3.1透射式太赫兹时域光谱技术

4.3.2反射式太赫兹时域光谱技术

4.4其他探测方法

4.5太赫兹时域光谱技术的应用

4.6总结和展望

第五章太赫兹成像

5.1太赫兹成像系统

5.1.1飞秒激光源

5.1.2光学延迟系统

5.1.3信号获取

5.1.4数据处理

5.2太赫兹时域光谱成像

5.2.1振幅和位相成像

5.2.2液态水的太赫兹成像

5.2.3成像处理

5.2.4太赫兹反射成像

5.2.5烧伤诊断

5.3扫描成像

5.4太赫兹实时成像

5.5太赫兹层析成像

5.6太赫兹近场成像

5.7太赫兹连续波成像

5.7.1太赫兹连续波成像系统

5.7.2太赫兹连续波成像原理

5.8太赫兹成像技术应用

第六章太赫兹在物理学中的应用

6.1发展机遇

6.2太赫兹在光物理中的基础研究

6.2.1随机介质中的电磁波传播

6.2.2左手材料

6.2.3近场电磁效应

6.2.4单周期脉冲

6.3量子相干和控制

6.4大气科学、实验室天文学和分子碰撞

6.4.1大气科学

6.4.2高分辨天文科学

6.5极端条件下的物质探测

第七章太赫兹在化学和生物学中的机遇

7.1发展机遇

7.2面临的挑战

7.3太赫兹在化学中的应用

7.3.1气相物质

7.3.2团簇光谱

7.3.3液体

7.3.4自组分子结构

7.3.5部分无序固体

7.3.6晶体

7.3.7利用太赫兹控制化学电子转移

7.3.8磁现象

7.4太赫兹在生物学中的应用

7.4.1固态生物材料的太赫兹光谱

7.4.2植物中药

7.4.3水

7.4.4太赫兹科学在生物研究方面的适用性

7.4.5太赫兹光谱在化学和生物学中的应用展望

第八章太赫兹遥感

8.1相关介绍

8.1.1研究背景

8.1.2传感器系统

8.1.3太赫兹固态设备

8.2太赫兹辐射的传输

8.2.1大气吸收

8.2.2大气散射

8.2.3太赫兹功率的测量

8.3太赫兹耦合到自由空间

8.3.1金属波导

8.3.2耦合到自由空间

8.4太赫兹探测器

8.4.1直放式探测器

8.4.2外差式探测器

8.5太赫兹信号和噪声处理

8.6探测器灵敏度的限制条件

8.7探测器的性能

8.7.1探测前的最佳信噪比

8.7.2探测后的传感器性能

8.8无源传感器

8.9有源传感器

8.9.1太赫兹源

8.9.2探测器

8.9.3用有源传感器探测吸收信号

8.10二维成像

8.10.1发展动力

8.10.2空间取样成像

8.10.3太赫兹成像器的应用

第九章太赫兹雷达

9.1应用前景

9.2太赫兹雷达

9.2.1能对目标均匀照射的太赫兹雷达

9.2.2探测目标

9.2.3散射辐射

9.2.4双站雷达

9.3雷达探测

9.3.1导体和介质圆柱体

9.3.2介质球

9.3.3角度分辨散射测量

9.3.4古伊相移

9.3.5实际目标测量

9.4未来展望

第十章太赫兹成像的军事用途

10.1太赫兹在军事领域的机遇

10.2太赫兹在军事领域中的应用

10.2.1目标识别

10.2.2目标响应

10.2.3毒气战剂和生物战剂的感测

第十一章太赫兹在国土安全中的应用

11.1利用太赫兹成像技术探测隐蔽武器

11.1.1应用背景

11.1.2太赫兹扫描成像

11.1.3实时宽带全息成像

11.1.4实时成像应用

11.2太赫兹主动探测成像

11.3爆炸物及其相关材料的太赫兹光谱探测

11.3.1研究现状

11.3.2太赫兹光谱测量

11.3.3太赫兹光谱的理论解析

11.4炸药和生化战剂的识别

11.4.1神经网络

11.4.2信封中的生物药剂

11.4.3人体炸弹

11.5挑战与展望

第十二章太赫兹成像在生物医学中的应用

12.1发展机遇

12.2应用潜力

12.3基本原理

12.4太赫兹在生物医学中的应用

12.4.1树密度测绘

12.4.2植物生理学

12.4.3医学成像

12.5总结与展望

第十三章太赫兹器件在天体物理学中的应用

13.1天体物理测量手段

13.1.1光度测定法

13.1.2光谱测量法

13.2边缘跃迁测辐射热计

13.2.1TES测辐射热计的设计方案

13.2.2多路输出技术

13.3分离库柏对型探测器和隧道结探测器

13.3.1分离库柏对型探测器

13.3.2STJ探测器

13.3.3动感探测器

13.3.4SQUID动感探测器

13.3.5SIS光子探测器

13.3.6SIN结微型测辐射热计

13.4隧道结混频器

13.5HEB型混频器

13.6前景展望

第十四章太赫兹通信

14.1太赫兹通信

14.1.1宽带通信和高速信息网

14.1.2高速短距离无线通信

14.1.3太赫兹空间通信

14.1.4太赫兹晶体管

14.2太赫兹通信在军事上的应用

14.3太赫兹通信所遇到的挑战

第十五章太赫兹在无损检测及航天器检测中的应用

15.1应用时域太赫兹探测航天飞机隔离层中的缺陷

15.1.1将时间和强度的峰值信息处理

15.1.2对波形变化的处理

15.2连续太赫兹波成像系统的无损检测

参考文献

　　本书综述了太赫兹的各个相关技术及其发展趋势、应用状况，分析了各类太赫兹源和太赫兹探测器的相关原理和构成组件，阐述了各种太赫兹系统的工作原理和组成结构，介绍了太赫兹感测和成像在实际中的各种应用。在此基础之上，重点论述了太赫兹感测与成像在军事和国土安全方面的应用。本书是在作者近几年来从事太赫兹的相关科研工作所获成果，以及借鉴、吸收和总结国内外多个太赫兹领域的相关专家学者和科研人员的一些有价值的研究成果的基础上完成的，力求本书成为一部系统介绍太赫兹及其感测与成像的、通俗易懂且能为读者所能比较容易接受的、有价值的参考书籍。本书适用于从事太赫兹、红外、微波、天文和生物医学等领域的工程技术人员，以及大专院校的相关专业的学生和科研人员。　　本书主要介绍了太赫兹的各个相关内容，包括：太赫兹的本性，太赫兹源和相关探测器的工作原理和构造，各种太赫兹系统的组成与工作原理，以及太赫兹在各个相关领域中的应用情况和发展前景。重点介绍了太赫兹在军事和国土安全领域所扮演的重要角色。本书系国内首部系统介绍太赫兹技术的专著。　　本书适用于从事太赫兹、红外、微波、天文、生物医学等领域的工程技术人员，以及大专院校的相关专业的学生和科研人员。