太赫兹带隙

2020-06-04 14:31:06

跳跃导航跳跃搜索在工程上,太赫兹间隙是无线电波和红外光之间电磁频谱中太赫兹频段的一个频带,对此还没有实用的产生和检测辐射的技术。它被定义为0.1到10兆太赫兹(波长为3微米到30微米)。目前,在这个频率范围内,有用的发电和接收技术是低效和不可行的。

在这个范围内大量生产器件和在室温(能量k·T等于频率为6.2THz的光子的能量)下工作大多是不切实际的。这在无线电频谱最高频率的成熟微波技术和最低频率的成熟红外探测器光学工程之间留下了差距。这种辐射主要用于小规模的专业应用,如亚毫米天文学。自20世纪末以来,一直在进行试图解决这一问题的研究。[1][2][3][4][5]。

大多数用于微波产生的真空电子器件都可以改装成工作在太赫兹频率,包括磁控管、回旋管、同步加速器和自由电子激光器。[9]类似地,诸如隧道二极管之类的微波探测器也已被重新设计,以检测太赫兹和红外[11]频率。然而,这些设备中的许多都是原型,不是紧凑型的,或者存在于大学或政府的研究实验室,没有从大规模生产中节省成本的好处。

正在进行的调查改进了发射器(源)和探测器,并加强了这一领域的研究。然而,缺点仍然存在,包括发射器的大小、不兼容的频率范围和不希望的工作温度,以及介于固态电子学和光子技术之间的组件、设备和探测器要求。[12][13][14]。

自由电子激光器可以通过太赫兹辐射到X射线,从微波产生大范围的电磁辐射受激辐射。但是,它们体积庞大、价格昂贵,不适合需要关键定时的应用(如无线通信)。其他正在积极研究的太赫兹辐射源包括固态振荡器(通过倍频)、后向波振荡器(BWO)、量子级联激光器和回旋管。

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