专题八、太赫兹技术及应用——第二十四届全国激光学术会议暨第十五届全国激光技术与光电子学学术会议

专题八、太赫兹技术及应用

来源：赵竣锋发布时间：2019-11-22 10:56

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基于石墨烯-介质复合超表面的太赫兹偏振控制器

程洁嵘
南开大学

摘要：太赫兹技术在通信、成像、检测等领域具有很好的应用前景。发展可调谐的太赫兹功能器件是实现相关系统的关键之一。由于石墨烯在太赫兹波段的表面等离子响应以及其电导率的灵活调控特性，发展出许多基于石墨烯图形化或石墨烯与金属结合的超表面调制器和偏折控制器。本报告提出石墨烯与介质超表面结合实现动态偏振控制的方案，仅通过控制石墨烯的费米能级在0-0.2eV范围内变化，可以实现半波片和四分之一波片双功能的实时切换，也可以实现大动态频率范围的正交偏振变换。相比纯石墨烯或石墨烯-金属超表面，大大降低了调控电压。

简介：程洁嵘，南开大学副教授，本科毕业于西安电子科技大学，并分别于清华大学和美国东北大学取得硕士和博士研究生学位。主要研究领域为太赫兹及光学超材料功能器件，在Nano Letters, Optics Letters等SCI期刊发表论文40余篇，并担任多个SCI期刊审稿人。目前承担1项国家自然科学基金青年项目及1项天津市自然科学基金青年项目，获2015年国家留学基金委优秀留学生奖学金，2018年金国藩青年学子奖学金。

太赫兹光谱成像技术在粮食/农产品检测中的应用研究

葛宏义
河南工业大学

摘要：粮食品质的快速无损检测对保障粮食安全和农产品有效供给具有重大战略意义。THz技术是当前公认的一个非常重要的交叉前沿领域，具有分子指纹特性、穿透性、能量低等特点，在无损检测领域有重大的研究价值和广阔应用前景。以不同品质小麦样品为研究对象，采用THz技术获得光谱和图像数据，结合机器学习算法对光谱进行分析和处理，证明了THz光谱成像技术在物质的定性和定量分析方面的可行性，表明其在粮食/农产品质量检测中具有潜在的应用价值。

简介：葛宏义，博士，副教授，2015年毕业于中国科学院电子学研究所物理电子学专业。研究兴趣为THz光谱、THz成像技术及其在农产品品质检测领域的交叉应用。主持和参与包括国家自然科学基金、国家“863”计划项目、国家重点研发项目、河南省科技攻关项目等10余项，在Optics Express、IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology、FOOD CHEMISTRY、光谱学与光谱分析等国内外学术期刊和会议发表论文30余篇，申请国家发明专利10余项，授权4项。

相干合成太赫兹光电导天线研究

侯磊
西安理工大学

摘要：光导天线（PCA）是最常用的太赫兹（THz）源之一，具有频谱范围宽、信噪比高等优点，但它的发射功率仍然难以满足日益发展的THz应用的需求。使用PCA阵列是提高其发射功率的一种有效方法。然而，传统的具有交替金属覆盖层的叉指型PCA阵列对THz功率的提高并不明显。我们研究发现位于叉指型PCA阵列非激励区的反相电场仍能激发相位相反的THz波，从而削弱有源区辐射THz波。在此基础上，我们设计并制作了一种PCA阵列，消除了传统PCA阵列中存在的反向偏置电场引起的反相THz辐射，通过精确调整系统光路对THz脉冲相位进行精准控制，实现了PCA阵列的宽带THz辐射相干合成，合成效率达到95%以上。

简介：侯磊，西安理工大学教授，陕西省重点科技创新团队带头人，西安青年科技人才奖获得者。主要从事高功率太赫兹光电导天线及气体放电等离子体太赫兹波探测器方面的研究工作。主持包括4项国家级项目（自然科学基金青年项目1项，面上项目2项，中央军委国防科技创新特区项目1项（重点））在内的10余项科研项目；作为第二完成人参与“国家重大仪器研制专项”、国家“973计划”、“国家自然科学基金重点项目”；在国内外著名期刊发表学术论文40余篇，其中SCI收录28篇，I区3篇，II区10篇；授权国家发明专利10余项；获“陕西省科学技术奖”二等奖2项；2016年获“西安青年科技人才奖”。

利用超快太赫兹光谱技术探索新型多功能性太赫兹调制器件

江天
国防科技大学

摘要：光泵浦-太赫兹探测是研究材料中时间和频率分辨电荷载流子密度、迁移率和光电导率的理想方法。不仅能够深入研究材料受光激发时的太赫兹光电响应特性，而且还能对基于这些材料的新型器件研发提供思路。如何构筑超快高效的多功能性调制器件是当前国际上太赫兹研究领域的热点。本报告以设计、研发、构建新型半导体复合超表面为基础，将具有超快载流子弛豫过程的半导体材料耦合进强太赫兹响应的超表面结构中。以光生载流子的动力学特性以及太赫兹和超构材料之间的相互作用两方面为出发点，探索新型半导体材料或新的构筑方式所带来的太赫兹调制现象与效应，为多功能、超高速的太赫兹调制器件研发提供了新的可能。

简介：江天，男，1986年11月出生，国防科大前沿交叉学科学院研究员，入选中国科协青年人才托举工程，湖南省杰青，获国家科技进步二等奖1项、军队科技进步一、二等奖各1项（均排名第2）。长期从事光电对抗、超快光谱检测（飞秒瞬态光谱和太赫兹瞬态光谱）以及微波光子方向的研究；以第一作者或通信作者发表SCI一区期刊26篇（其中包括Nature Communications, Light: Science & Applications, Laser & Photonics Reviews等）。

光调微波超表面：构建可见光和微波之间的桥梁

蒋卫祥
东南大学

摘要：虽然可见光和微波同属电磁波，但由于频率高低和波长长短的差异，可见光器件和微波器件的研究存在着巨大的差异。本报告提出一种超表面，搭建可见光调控低频电磁波的桥梁。该光调控微波超表面集成了周期排列的亚波长单元和多个光查询网络。光查询网络能将不同强度的照射光转换成不同的偏压，因此该超表面的电磁响应可由照射光直接远程动态调控，无需外部直流电源和控制系统。每个光查询网络可以独立控制，因此在不同的照射光图案下超表面口径上能产生多个不同的相位分布，进而动态实现多种不同的电磁功能，如：外部隐身、微波幻觉和涡旋波等。

简介：蒋卫祥，东南大学青年特聘教授、博导。在国际学术刊物上发表SCI论文90余篇，合作撰写中英文专著各一本，研究成果曾多次被国际学术期刊选为“研究亮点”，所发表论文被国内外同行正面引用3000余次。荣获2011年教育部自然科学一等奖，2014年国际无线电科学联盟“青年科学家”奖，2014和2018年两次获得国家自然科学二等奖，获国家优秀青年基金资助，入选教育部“长江奖励计划”青年学者、国家“万人计划”青年拔尖人才人选。

太赫兹时域光谱测量精度的提高及其在煤焦油检测中的应用

李德华
山东科技大学

摘要：太赫兹时域光谱技术是目前应用最为广泛的太赫兹波段波普测量技术。本报告主要汇报了能有效提高太赫兹时域光谱测量精度的方法及其原理，并介绍了在在煤焦油及其衍生物测量中的应用。

简介：李德华教授，工学博士。中国电子学会会员，山东激光学会常务理事，山东科技大学太赫兹技术实验室、青岛市太赫兹技术重点实验室主任。先后在英国伦敦大学学院（UCL）物理天文系、美国马里兰大学应用物理研究所，美国伦斯勒理工学院太赫兹中心访问研究。曾主持国家自然科学基金，参与科技部重大科技专项等研究课题。获青岛市自然科学二等奖（第一位），目前主要从事太赫兹时域光谱技术的研究。

基于电子回旋受激辐射机理的大功率太赫兹辐射源及应用

刘頔威
电子科技大学

摘要：太赫兹是一种介于微波和红外线之间的电磁辐射。在物理、化学、材料和生物医学等众多领域有广泛应用。THz辐射和探测是THz技术中的两个重要方面。THz辐射源主要包括基于光学方法的THz辐射源、基于电子学方法的THz辐射源和基于相对论电子束的THz辐射源。基于电子回旋受激辐射机理的THz辐射源是目前输出功率最大的小型化相干电子学THz辐射源，其最高工作频率可达1THz以上。本报告将介绍太赫兹电子回旋器件的研究现状以及在增强核磁共振等领域的应用。

简介：刘頔威，电子科技大学电子科学与工程学院研究员，博士生导师，太赫兹技术教育部重点实验室常务副主任。中国电子学会高级会员，IEEE Senior member。研究领域包括大功率太赫兹辐射源、太赫兹准光传输技术和太赫兹增强核磁共振技术。

太赫兹行波管放大器系列研究进展

刘文鑫
中国科学院空天信息创新研究院

摘要：太赫兹行波管在空间通信、可视化合成孔径雷达等领域具有重要的应用，近年来中科院电子所在各种重要应用需求下，开展了基于折叠波导高频结构的太赫兹行波管放大器研究，重点开展了0.108THz、0.22THz、0.34THz及1.06THz行波管的研究，本报告对太赫兹行波管的研究进行详细的汇报。

简介：刘文鑫，博士，IET Fellow、IEEE Senior Member、中国科学院空天信息创新研究院研究员、中国科学院大学教授。2007年12月毕业于电子科技大学获理学博士学位，2010年6月清华大学优秀博士后出站，同年7月进入中国科学院电子学研究所工作。2014年入选中科院电子所“菁英人才计划”。2015年获中国电子学会“先进工作者”表彰；2016年获“第二届全国太赫兹科学技术学术年会优秀青年论文奖”，2018年获“中国电子学会优秀科技工作者”表彰。负责并承担了国家重点研究计划、863计划重点项目、中科院方向性项目及国家自然基金重点等项目20余项，获得军队科技奖3项，二等奖2项其中1项排名第一，三等奖1项。近五年在IEEE Trans. Elect. Devices、Physics of Plasma等期刊发表论文100余篇，SCI收录35篇；多次受邀参加国际及国内学术会议并做邀请报告；申请发明专利7项，授权4项。国家及北京市自然科学基金委评审专家、科技部重大项目评审专家、教育部学位与研究生教育学位论文评审专家,

Applied Physics Letter、Physics of Plasma及物理学报等SCI期刊的审稿专家。

针对不同形式生物医学样本的太赫兹精准波谱应用研究

彭滟
上海理工大学

摘要：基于太赫兹波对生物分子的精准指纹谱识别和无损物理探测特性，我们对生物医学常见样本形式，如组织，血液，尿液等，进行了系列精准光谱分析和生物标志物鉴定，结合动物实验和人体样本测试，证明太赫兹精准波谱的识别灵敏度可比质谱法、试剂盒法等现有医学方法提升两个数量级以上。相关工作对于拓展新型生物医学检测技术具有重要意义。

简介：彭滟，教授，博导，国家优秀青年自然科学基金获得者。2009年博士毕业于华东师范大学物理系光学专业。个人荣获上海市“东方学者”“曙光学者”、“青年拔尖人才计划”、“启明星”、“浦江人才”、“晨光学者”等人才称号。目前作为第一负责人承担了国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项（首席科学家）、科技部国家重大基础研究项目973计划（课题）、两项国家重大仪器专项（课题）和国家自然基金（面上&国际合作&青年）共计7项国家级项目以及上海市项目若干。现今共发表国际 SCI论文四十余篇，申请发明专利三十余项，二十七项已授权。其中有三项发明专利已进行了科研成果转化，直接经济效益185万。

激光探测器技术研究进展

宋海智
西南技术物理研究所

摘要：激光探测/传感/成像技术多年来受到世界各国的高度重视。报告人所在研究团队近年来在激光探测器研制方面做了大量的工作，为我国激光探测系统的完善贡献了力量。开发了硅基、InGaAs线性模式雪崩光电二极管（APD）系列单元器件产品，供应激光测距、光通讯、激光雷达等市场。研制了硅基线性模式APD焦平面器件，阵列规模有8×8、64×1、128×2等，实现了在激光避障雷达平台的应用验证。研制了InGaAs线性模式APD焦平面器件，阵列规模最大达到64×64，实现了在激光三维成像雷达平台的应用验证。在单光子探测器方面，研制了从单元器件到128×32规模焦平面阵列的硅基和InGaAs盖革模式APD器件，可满足精密光谱测量、单光子激光三维成像探测等的需求；正在进行多级倍增APD的研制，以实现单光子水平的线性模式APD探测方法；提出了用新型量子材料/器件结构实现中长波红外乃至太赫兹波段单光子探测的设想。在激光气体传感技术方面，研制成功了同时实现中长波红外探测的二类超晶格探测器。

简介：宋海智，西南技术物理研究所研究员，电子科技大学教授，。1990 年毕业于南京大学；1995年北京大学博士；1995-1997 年南京大学博士后，研究半导体发光材料；1997-1998 年比利时鲁汶大学访问学者，研究非晶态半导体；1998-2001 年日本筑波大学助教，研究半导体纳米量子结构；2001-2012 日本富士通研究所研究员/高级研究员，研究半导体纳米量子计算和量子结构光电器件（激光器、放大器、调制器）；2012-2014东京大学，研究纳米半导体量子光源；2014年至今，西南技术物理研究所和电子科技大学，研究半导体单光子探测器和光电量子信息技术。近年主要的学术活动有：开发了1.3µm半导体量子点激光器材料；研制了用于纯绿激光的1.06µm量子阱激光器；发明了量子点量子计算阵列的制备方法，设计了新型的通讯波段量子点单光子源；用量子点单光子源实现120km光纤量子通信；研制了多种激光探测器、单光子雪崩探测器材料和阵列器件；研制了光纤集成光子纠缠光源；研究了用于气体探测和水解制氢的新型纳米材料。

基于频率梳的太赫兹频率精密测量

孙青
中国计量科学研究院

摘要：光学频率梳是一种超精密的测量工具，使光学频率测量领域发生了前所未有的革命，在光频计量、精密光谱测量、时频传递等领域发挥着重要作用。在可见和近红外波段，采用频率梳技术进行频率计量已经获得到巨大成功，将光学频率与微波频率基准非常便捷有效地联系起来。近红外与微波之间还有广阔的电磁波谱：太赫兹与中远红外。频率作为电磁波的基本参数，太赫兹与中远红外频率的高精度计量需求也十分迫切。研制新型光学频率梳实现太赫兹与中远红外波段的光学频率计量也成为近年来国际研究的前沿热点。

简介：2009年毕业于中国科学技术大学，获光学博士学位，同年到中国计量科学研究院工作，长期从事激光与太赫兹参数计量研究。负责国家重点研发计划项目课题、国家自然科学基金项目、质检总局科技计划项目、质量技术基础能力建设专项、中央事业单位基本科研业务费等项目十余项。在IEEE、Optics Express、Metrologia、物理学报等国内外学术期刊和会议发表论文60余篇。负责或参加制修订国家标准1项、国家校准规范4项。获质检总局科技进步二等奖1项（第2）、北京市科技进步三等奖1项（第2）、中国计量测试学会科技进步二等奖1项（第1）。

硅基阻挡杂质带太赫兹焦平面探测器的研制

王兵兵
中科院上海微系统与信息技术研究所
中国电子科技集团公司第五十研究所

摘要：太赫兹探测技术是太赫兹科学技术研究的焦点内容之一，在安全检查、高速通信、生物医学、天文观测、大气监测等领域具有重要应用。阻挡杂质带（Blocked-Impurity-Band, BIB）探测器基于潜能级杂质跃迁机制，通过调控宿主材料、掺杂剂种类及掺杂浓度等，实现探测波段从红外一端向太赫兹波段拓展。同时，通过阻挡层的设置，抑制了杂质带电导对器件暗电流的贡献，从而实现高灵敏探测的目的。本报告首先介绍国内外阻挡杂质带太赫兹探测器的研究现状、应用背景、发展趋势等。重点介绍课题组在硅基阻挡杂质带太赫兹焦平面探测器方面的研制进展及面临的挑战,包括材料生长、工艺制备、低温读出等方面。最后简单介绍课题组在阻挡杂质带太赫兹探测器研制方面取得的初步研究成果。

简介：王兵兵，高级工程师，20011年毕业于中科院上海技术物理研究所，中科院上海微系统与信息技术研究所博士在读，微电子学与固体电子学专业，太赫兹光电子物理、器件与应用研究方向。目前在阻挡杂质带太赫兹探测器物理机制、Si基及GaAs基薄膜外延材料、单元及阵列型阻挡杂质带太赫兹探测器工艺、太赫兹探测及成像等方面开展相关研究。在国内外学术期刊发表学术论文10余篇，授权发明专利20余项，编制企业标准2项。

室温太赫兹焦平面探测技术研究进展

王军
电子科技大学

摘要：基于微测辐射热计结构的太赫兹探测器件具有阵列规模大、室温工作、响应频段宽、实时成像、硅基集成等突出优势，是太赫兹探测成像技术的重要发展方向。本次报告将主要汇报当前的太赫兹焦平面探测技术研究发展动态，介绍了基于热敏微桥结构的高性能太赫兹探测阵列的模型仿真、MEMS结构设计、吸收材料制备、封装与图像处理等研究内容，实现了320×240规模太赫兹焦平面探测器研制，进行小型化探测成像系统的研究，并结合太赫兹实现了实时探测成像，为太赫兹实时阵列成像技术的应用奠定基础。

简介：王军，电子科技大学教授、博导。长期从事室温红外与太赫兹焦平面探测理论与技术研究，先后承担完成国家重大专项及子课题、军863重点、军科委前沿创新项目、自然科学基金等10余项，突破了室温红外与太赫兹焦平面探测器中探测吸收机理、关键工艺、核心材料、器件集成等关键技术。研究成果获教育部高等学校技术发明二等奖1项和工信部国防技术发明二等奖2项，获国家技术发明二等奖1项（排6）。在Advanced Materials、ACS Nano等发表SCI论文60余篇；在国内外学术会议做邀请报告10余次；申请国家发明专利60余项，已授权发明专利40项。获得自然科学基金委优秀青年科学基金和教育部新世纪优秀人才支持计划资助。

高功率太赫兹回旋管准光传输器件研究

王维
电子科技大学

摘要：近年来，太赫兹回旋管作为太赫兹频段高功率辐射源受到了广泛关注。高功率太赫兹回旋管的工作模式通常要选用高阶模式以增加谐振腔的功率容量、减少欧姆损耗，这种高阶模式不利于太赫兹波的远距离传输和应用，需要采用紧凑、高效的准光器件进行模式变换和传输。本文主要介绍近期课题组在高功率太赫兹回旋管准光传输器件所取得的一些研究进展。

简介：1988年11月出生，2017年6月于电子科技大学获得等离子体物理理学博士学位，同年留校工作至今。研究方向为高功率太赫兹辐射源及其元器件。

半导体赫兹光子学器件及其应用研究

王长
中科院上海微系统与信息技术研究所

摘要：太赫兹（THz）波（频率范围：0.1-10 THz; 1 THz=1012 Hz）位于微波与红外光之间，处于毫米波电子学与红外光子学的交叉过渡区域。太赫兹技术在光谱检测、显微成像、空间通信等领域具有重要应用前景。THz 量子级联激光器（Quantum cascade laser, QCL）是一种基于电子在子带间跃迁辐射机制的半导体光子学器件。THz QCL工作于2-5 THz频率范围，自发明以来，其输出功率和工作温度等性能指标得到和很大提升，在THz通信与成像方面具有很好的应用前景。基于多量子阱结构的THz量子阱探测器（Quantum well photodetector, QWP）能够实现2-7THz频段的THz波探测，具有响应速度快、结构简单、易于集成等特点，与THz QCL辐射源具有很好的频率匹配特性。我们开发了系列波长的THz QCL器件，器件在脉冲激射时的输出功率达到瓦级以上；研制了高灵敏度THz QWP，并基于自主研制的器件开展了THz成像与通信技术研究。

简介：王长，博士，研究员，博士生导师。2007年毕业于中科院上海微系统与信息技术研究所，获工学博士学位。2007年7月起工作于中科院上海微系统所，先后担任助理研究员、副研究员、研究员，现任中科院太赫兹固态技术重点实验室副主任、研究员。主要从事半导体太赫兹光电器件物理及设计、太赫兹调制、太赫兹通信技术研究，在国内外学术期刊发表论文40余篇，申请发明专利10余项。作为负责人承担了国家重点研发计划、863计划、国家重大仪器设备开发专项、国家自然科学基金和上海市自然科学基金等课题的研究工作。

高功率、窄光束、频率可调谐的太赫兹量子级联激光器

邬崇朝
上海交通大学

摘要：太赫兹量子级联激光器是具有连续波操作特性和电泵浦特性的太赫兹源，体积小、重量轻、紧凑且易集成，是目前输出功率最高的固态太赫兹源。本报告将对双金属波导太赫兹量子级联激光器在窄光束、频率可调谐和高功率输出三个方面的研究进行详细介绍。本报告提出太赫兹量子级联激光器天线反馈机理，用以控制太赫兹电磁波在激光器中的传播方向，高度聚焦并实现超窄的太赫兹量子级联激光器激光光束；提出太赫兹量子级联激光器波长可调谐机制，实验上实现太赫兹量子级联激光器波长大幅可逆调谐，并在波长调谐过程中保持极窄的太赫兹量子级联激光器发射光束；通过新型分布式反馈微结构大幅提高太赫兹半导体激光的有效发射场和输出功率。

简介：邬崇朝，上海交通大学副教授，博士生导师。2010年于复旦大学获得学士学位，2016年于美国Lehigh University（理海大学）获得博士学位，随后加入美国Columbia University (哥伦比亚大学) 工程与应用科学学院从事博士后研究科学家的工作，2018年加入上海交通大学。主要研究领域包括太赫兹量子级联激光器，生物光子学，生物医学传感器与成像技术，等离子体与超表面，微纳光电器件等，研究工作发表在Nature, Nature Communications, Optica, APL Photonics, Optics Express等学术期刊上，在CLEO, IEEE Photonics Conference, SPIE Photonics West，IQCLSW 等学术会议上做大会报告, 获得已授权美国专利，担任 OSA，IEEE旗下期刊审稿人，研究工作获得多家学术研究及相关媒体的报道，包括Science Daily, Phys.org, Optics and Photonics News, US National Science Foundation (NSF), American Association for the Advancement of Science 等。获得的学术奖励和荣誉包括Baker Institute Innovation Prize, Rossin Doctoral Fellow, Packard Fellowship, SPIE Travel Award, US NSF Travel Award , Sherman Fairchild Fellowship for Solid State Studies, 入选2019福布斯中国30岁以下精英榜。

应用于临近空间探测的太赫兹技术及其发展

徐德刚
天津大学

摘要：临近空间通常指海拔20至100km的高空，临近空间的开发与利用目前已成为世界各国关注的焦点。对临近空间的探测在国防安全和航天保障领域具有重要意义。与其他传统探测手段相比，太赫兹主动探测技术具有较强的穿透力、较高的分辨率以及热不敏感性，在临近空间探测领域具有巨大的潜力。本文回顾了近期有关太赫兹技术在临近空间探测中应用的研究，包括：传统雷达成像技术在太赫兹波段的应用；太赫兹波段目标散射特性的研究；太赫兹波在复杂等离子体内传输特性的研究。这些研究已经初步展现出了太赫兹技术应用于临近空间探测的优势。最后介绍了本课题组关于高频太赫兹波在主动成像探测与解决黑障问题中的研究。

简介：徐德刚，天津大学精密仪器与光电子工程学院教授（博士生导师），2005年博士毕业于天津大学精仪学院并留校任教。2006年和2013年分别在英国曼彻斯特大学以及香港理工大学做访问学者。目前担任中国光学学会激光专业委员会常务委员、中国电子学会太赫兹委员会委员、国际在线杂志《Terahertz Science and Technology》编委会委员、国家自然基金委评审人、教育部学位与研究生教育发展中心学科和学位评审人。多年来主要从事激光与光电子、太赫兹技术以及光纤传感技术研究工作，作为项目负责人获批国内首个太赫兹生物医学应用的国家重点研发计划，并主持国家973计划、科技部“863”项目、自然科学基金等项目24项。已发表学术论文207篇，Web of science数据库检索已被引用1020次，获批发明专利10项

Generation of terahertz vortex without any need of manipulation in the terahertz region

徐世祥
深圳大学

摘要：Converting a Gaussian mode to a vortex beam is much more inconvenient in the terahertz (THz) region than in the near infrared (NIR) region due to underdevelopment of THz components and strong THz diffraction. This report presents the direct generation of THz vortex pulses by optical difference-frequency between two NIR chirped pulses with different topological charges (TCs). Here, the NIR chirped pulses are generated by using a passive and transmissive device, thus propagate collinearly and have well-matched spatial profiles with each other, which is critical for generating efficiently THz vortex pulse with stable spiral phase. Stable THz vortex pulses have been experimentally obtained with a TC value of 2 or −2. The process needs no THz components and so is flexible to be realized and has promising applications in the THz field.

简介：徐世祥，男，65年7月生，深圳大学物理与光电工程学院教授，博士/硕士研究生导师。中国光学学会激光专业委员会委员、高速摄影专业委员会委员，广东省光学学会理事，上海市浦江人才基金获得者，科技部重点研发项目会评专家库成员，深圳大学优秀学者。1998年在中国科学院上海光学精密机械研究所获博士学位，曾先后留学法国、德国和美国等著名大学和研究机构。主持/完成多项国家、省部级课题。作为技术骨干曾参与多项863、973以及国家基金委重大、仪器专项等国家级重要项目。至今为止已经在国际国内著名专业期刊Adv. Optical Mater., Nanoscale, Laser Photonics Rev., Photonics Res., Opt. Lett, Opt. Express, Appl. Phys. Express等发表论文120多篇，获得授权的发明专利25余项。参与了由国家出版基金资助的《光学手册》编写。研究领域包括超快激光技术、超快成像、太赫兹成像以及矢量光场技术等。

窄带隙二维材料与器件

张凯
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

摘要：窄带隙半导体及其带间跃迁、子带级联器件构筑推动了红外、太赫兹技术的发展，在国防安全、生物医疗、环境、通信等领域发挥着重要的作用。伴随着器件小型化、低功耗、CMOS兼容集成的发展趋势以及宽光谱、室温工作等性能突破的需要，该领域主流技术瓶颈越来越突出，主要体现在器件的复杂结构、外延成本、与硅工艺的兼容性等局限。二维材料的兴起，尤其是窄带隙二维材料的研究为高性能红外、太赫兹光电子器件的发展带来了契机。近些年，我们从材料设计、能带工程等方面着手，探究了以黑磷为典型代表的新型窄带隙二维半导体材料生长及其红外和太赫兹光电器件应用：（1）介质基底上高质量黑磷薄片的直接生长，并发展了原子取代和场效应诱导等掺杂路径，获得了黑磷能带及输运性能的调控；（2）黑磷等窄带隙二维半导体于红外、太赫兹室温宽光谱探测器、激光器的应用探索与性能突破。

简介：张凯，博士生导师、国家自然科学基金优秀青年基金获得者。2011年获香港理工大学博士学位，历经美国麻省理工学院、新加坡国立大学的科研工作，2015年入职中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所。长期致力于窄带隙二维材料与器件的研究，研究兴趣集中在黑磷等窄带隙二维材料的可控生长及其红外、太赫兹激光与探测器件的应用突破。迄今在Nature Communications、Advanced Materials等学术期刊发表论文70余篇，论文他引1500余次；申请国际PCT和中国发明专利10余项；近年来在国际学术会议做特邀报告或分会主席30余次，包括第608次香山科技会议主题报告（2017）、第五届二维材料国际会议大会副主席（2019）。分别入选中国科学院“百人计划”并获择优支持（2015年），苏州市“紧缺高层次人才”（2016年），江苏省“333工程”（2018年），被评为中国电子学会优秀科技工作者（2018年），获国家自然科学基金优秀青年基金资助（2019）；担任中国电子学会半导体科技青年专委会副秘书长、IOP Publishing中国区顾问编委、JPhys Materials编委等。

太赫兹波段特殊光束的产生和表征

张岩
首都师范大学

摘要：艾丽光束、贝塞尔光束和洛伦兹光束等特殊光束具有特殊的振幅、相位以及偏振分布，在提高成像分辨率，粒子获取以及电子加速等方面具有重要的应用。但是在可见光波段很难表征这些特殊光束的特征信息，特别是相位和偏振信息，太赫兹焦平面成像技术可以获取太赫兹波前的振幅、相位以及偏振信息，可以有效地表征太赫兹波段的特殊光束。我们利用不同的方法产生了太赫兹贝塞尔光束、太赫兹矢量光束、太赫兹艾丽光束以及太赫兹瓶子光束，并研究了这些特殊光束的光场分布，衍射特性以及相应的分析。这些研究对太赫兹技术的发展具有一定的推动作用。

简介：张岩，首都师范大学物理系教授，哈尔滨工业大学兼职教授，博士生导师，北京市超材料与器件重点实验室主任，中国物理学会光物理委员会委员，北京市物理学学会常务理事，中国仪器仪表学会光机电技术与系统集成分会理事，中国仪器仪表学会图像科学与工程分会理事，美国光学学会会士（OSA fellow）。1999年毕业于中国科学院物理研究所，先后获得日本学术振兴会博士后基金和德国洪堡基金资助，在日本山形大学和德国斯图加特大学工作。2004年获得北京市科技新星、教育部新世纪优秀人才，北京市长城学者，北京市百千万人才以及北京市高创人才项目的资助。在Nature Photonics, Nature Communications, Phys. Rev. Lett.等杂志上发表论文 220余篇，SCI引用4000余次。主持和参加包括973课题，863课题以及国家自然科学基金等项目20余项。荣获中国产学研创新成果奖。

基于电子自旋的宽频相干太赫兹辐射源研究

朱亦鸣
上海理工大学

摘要：利用飞秒激光脉冲在铁磁性微纳结构中高效诱导瞬态自旋流，通过逆自旋霍尔效应实现自旋流-电荷流转换，产生强太赫兹辐射。系统研究了太赫兹发射与铁磁薄膜厚度的依赖关系，通过改变铁磁薄膜与两侧重金属层的厚度对太赫兹辐射强度进行优化。我们的研究表明，基于电子自旋的太赫兹辐射源具有显著优势：太赫兹宽带发射、不存在器件本身的声子吸收，无需考虑苛刻的相位匹配条件、易于制备成本低、可以实现强太赫兹电磁场脉冲。将自旋电子学与光子学交叉融合，利用超薄的图形化铁磁异质结构实现了THz辐射的主动调控，连续改变太赫兹辐射的波形（振幅调制和中心频率频移）。我们的研究结果将为片上THz技术的发展提供全新实现方案。

简介：朱亦鸣，男，教授，博士生导师，国家万人计划“中青年科技创新领军人才”，国家百千万人才，青年长江学者，国家基金委优秀青年科学基金、国务院特殊津贴获得者，作为负责人承担国家及地方课题项目二十余项，其中包括主持1项国家863计划，主持3项国家自然科学基金，作为子项目负责人承担国家重大基础研究项目973计划1项、国家重大科学仪器设备开发专项2项等。他以第一作者或通讯作者在SCI杂志发表论文100余篇(其中光电领域前5%的共40余篇)，其中包括ESI论文5篇，并有2 篇文章入选期刊年度最佳论文，1 篇文章入选期刊论文亮点。