《太赫茲科學(xué)與技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《太赫茲科學(xué)與技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、中文課程簡介（含課程名、課程編號、學(xué)分、總學(xué)時、課程內(nèi)容概要等內(nèi)容）課程名稱：太赫茲科學(xué)與技術(shù)課程代碼：0702060013學(xué)分：2總學(xué)時：32課程內(nèi)容摘要：主要講述了太赫茲的相關(guān)內(nèi)容。重點介紹了太赫茲的產(chǎn)生原理和構(gòu)造，各種太赫茲系統(tǒng)的組成與工作原理，以及太赫茲在各個相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用情況和發(fā)展前景。重點介紹了太赫茲在軍事和國土安全領(lǐng)域所扮演的重要角色。課程主要分為三個部分：太赫茲基礎(chǔ)研究、太赫茲技術(shù)研究、太赫茲應(yīng)用研究。二、英文課程簡介（含課程名、課程編號、學(xué)分、總學(xué)時、課程內(nèi)容概要等內(nèi)容）CourseName:TerahertzScienceandTechnologyCoursecode:0702060013Credit:2Totalhours:32SummaryofCourseContents:relatedTerahertzcontentismainlydescribed.ThegenerationprincipleandconstructionofTerahertz,thecompositionandworkingprincipleofvariousTerahertzsystems,andtheapplicationanddevelopmentprospectsofTerahertzinvariousrelatedfieldsareintroduced.TheimportantroleofTerahertzinmilitaryandterritorialsecurityishighlighted.Thecourseismainlydividedintothreeparts:Terahertzbasicresearch,Terahertztechnologyresearch,Terahertzapplicationresearch.教學(xué)目標(biāo)太赫茲波越來越成為熱門波段，已滲透到科學(xué)技術(shù)的各個領(lǐng)域并得到非常廣泛的應(yīng)用。《太赫茲科學(xué)與技術(shù)》這門課程使學(xué)生了解太赫茲波的基本概念與特性、太赫茲各相關(guān)技術(shù)及其發(fā)展趨勢、在各領(lǐng)域的應(yīng)用狀況和應(yīng)用前景；理解各類太赫茲輻射源和太赫茲探測器的基本原理和構(gòu)成組件，理解各種太赫茲系統(tǒng)的工作原理和組成結(jié)構(gòu)，了解其應(yīng)用場景；結(jié)合我院科研需求，重點掌握強(qiáng)場太赫茲輻射源技術(shù)、寬頻太赫茲太赫茲時域光譜探測技術(shù)、各種遠(yuǎn)場太赫茲成像技術(shù)和近場太赫茲成像技術(shù)，了解它們在材料和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。通過本課程教學(xué)，使學(xué)生學(xué)習(xí)、總結(jié)、借鑒和吸收國內(nèi)外太赫茲領(lǐng)域的優(yōu)秀科研成果，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，開闊學(xué)生視野，為學(xué)生今后從事太赫茲技術(shù)、紅外、微波等相關(guān)領(lǐng)域以及天文、反恐與國土安全、軍事、航天航空、考古、食品、生物醫(yī)學(xué)等太赫茲技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員的研究工作奠定基礎(chǔ)、提供幫助。教學(xué)內(nèi)容（1）太赫茲波的本性2學(xué)時1.1引言1.2太赫茲波的應(yīng)用1.3太赫茲波的獨(dú)特性質(zhì)1.4太赫茲波的波動性1.4.1太赫茲波的干涉1.4.2太赫茲波的衍射1.5太赫茲輻射的粒子性（2）太赫茲波的產(chǎn)生3學(xué)時2.1基于光學(xué)效應(yīng)的太赫茲輻射源2.1.1光電導(dǎo)天線2.1.2光整流2.1.3空氣產(chǎn)生太赫茲2.1.4太赫茲參量源2.1.5光泵浦太赫茲激光器2.2基于電子學(xué)的太赫茲輻射源2.2.1微型真空電子器件2.2.2相對論性電子器件2.2.3半導(dǎo)體激光器（3）太赫茲波的探測3學(xué)時3.1脈沖太赫茲信號探測3.2連續(xù)太赫茲信號的探測3.3太赫茲單光子探測（4）太赫茲時域光譜2學(xué)時4.1太赫茲時域光譜技術(shù)的優(yōu)勢4.2太赫茲時域光譜系統(tǒng)4.3太赫茲時域光譜技術(shù)原理4.3.1透射式太赫茲時域光譜技術(shù)4.3.2反射式太赫茲時域光譜技術(shù)4.4其他探測方法4.5太赫茲時域光譜技術(shù)的應(yīng)用（5）太赫茲成像3學(xué)時5.1太赫茲成像系統(tǒng)5.2太赫茲時域光譜成像5.3掃描成像5.4太赫茲實時成像5.5太赫茲層析成像5.6太赫茲近場成像5.7太赫茲連續(xù)波成像5.8太赫茲成像技術(shù)應(yīng)用（6）太赫茲在物理學(xué)中的應(yīng)用2學(xué)時6.1發(fā)展機(jī)遇6.2太赫茲在光物理中的基礎(chǔ)研究6.3量子相干和控制6.4大氣科學(xué)、實驗室天文學(xué)和分子碰撞6.5極端條件下的物質(zhì)探測（7）太赫茲在化學(xué)和生物學(xué)中的機(jī)遇2學(xué)時7.1發(fā)展機(jī)遇7.2面臨的挑戰(zhàn)7.3太赫茲在化學(xué)中的應(yīng)用7.4太赫茲在生物學(xué)中的應(yīng)用（8）太赫茲遙感2學(xué)時8.1相關(guān)介紹8.2太赫茲輻射的傳輸8.3太赫茲耦合到自由空間8.4太赫茲探測器8.5太赫茲信號和噪聲處理8.6探測器靈敏度的限制條件8.7探測器的性能8.8無源傳感器8.9有源傳感器8.10二維成像（9）太赫茲雷達(dá)2學(xué)時9.1應(yīng)用前景9.2太赫茲雷達(dá)9.3雷達(dá)探測9.4未來展望（10）太赫茲成像的軍事用途1學(xué)時10.1太赫茲在軍事領(lǐng)域的機(jī)遇10.2太赫茲在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用10.2.1目標(biāo)識別10.2.2目標(biāo)響應(yīng)10.2.3毒氣戰(zhàn)劑和生物戰(zhàn)劑的感測（11）太赫茲在國土安全中的應(yīng)用2學(xué)時11.1利用太赫茲成像技術(shù)探測隱蔽武器11.2太赫茲主動探測成像11.3爆炸物及其相關(guān)材料的太赫茲光譜探測11.4炸藥和生化戰(zhàn)劑的識別（12）太赫茲成像在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用2學(xué)時12.1發(fā)展機(jī)遇12.2應(yīng)用潛力12.3基本原理12.4太赫茲在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用12.4.1樹密度測繪12.4.2植物生理學(xué)12.4.3醫(yī)學(xué)成像（13）太赫茲器件在天體物理學(xué)中的應(yīng)用1學(xué)時13.1天體物理測量手段13.2邊緣躍遷測輻射熱計13.3分離庫柏對型探測器和隧道結(jié)探測器13.4隧道結(jié)混頻器13.5HEB型混頻器（14）太赫茲通信2學(xué)時14.1太赫茲通信14.1.1寬帶通信和高速信息網(wǎng)14.1.2高速短距離無線通信14.1.3太赫茲空間通信14.1.4太赫茲晶體管14.2太赫茲通信在軍事上的應(yīng)用14.3太赫茲通信所遇到的挑戰(zhàn)（15）太赫茲在無損檢測及航天器檢測中的應(yīng)用1學(xué)時15.1應(yīng)用時域太赫茲探測航天飛機(jī)隔離層中的缺陷15.1.1將時間和強(qiáng)度的峰值信息處理15.1.2對波形變化的處理15.2連續(xù)太赫茲波成像系統(tǒng)的無損檢測（16）最新進(jìn)展分析和總結(jié)3學(xué)時太赫茲領(lǐng)域的研究的進(jìn)展師生共同討論。教學(xué)實施方案：教學(xué)方法以課堂理論講解和師生小組討論分析為主要手段。五、課程考核1.課