本项目将在三个方面开展跨学科、多层次的综合研究1)THz辐射的机理和新型器件;2)THz辐射与物质的相互作用;3)THz辐射探测与成像及其应用。研究课题将突出科学问题的原创性,促进与技术创新的结合。力争在理论和实验两个方面取得标志性的成果,使我国在这一蓬勃兴起的研究领域占有重要的一席之地,为在高新技术领域的应用奠定理论和基础。
开展了超短强激光脉冲与等离子体作用产生超强THz辐射的实验和理论研究,提出了产生超强THz辐射的两种新理论机制,并初步开展了实验研究。对多种凝聚态和生物体系在THz波段的响应特点和其中的物理机制进行了较系统的研究,发展了一种空间分辨率达1/10波长的THz辐射扫描近场成像新技术。构建了用于产生太赫兹辐射光激励的高功率钛宝石飞秒激光系统,设计制作了集成THz发射器与钛宝石飞秒激光半导体可饱和吸收Braag镜为一体的小型化器件模块,并用其实现了飞秒激光器的自启动稳定锁模和THz辐射的腔内产生。研究了大孔径光电导天线产生THz辐射的电流涌。研究半导体太赫兹振荡器物理机制;开拓低维半导体THz光电器件计算机模拟方法并编制相关器件模拟软件;探索量子阱、超晶格及量子点中时空电场畴的形成、传播以及电流振荡的基本规律;探索THz电磁波在半导体中吸收、透射等传播规律;研究半导体子带间THz发射与固态THz器件。研究了基于超导 SIS隧道结和超导 HEB热电子混频器件的太赫兹探测技术,实现了具有国际前沿水平的超导SIS和HEB外差混频技术。超导探测器的最高灵敏度达到三倍量子极限,最高频率达到2.5THz。