第1章 太赫兹辐射的产生与探测

1.1 宽带太赫兹脉冲的产生与探测

1.1.1 飞秒激光系统

1.1.2 产生及探测宽带脉冲的总体方案

1.1.3 光电导天线

1.1.4 光电导天线探测方法

1.1.5 光学整流和电光采样

1.1.6 其他宽带发射器

1.1.7 太赫兹辐射的发展前景

1.2 连续波太赫兹辐射的产生

1.2.1 光混频

1.2.2 差频产生

1 2.3 参量放大

1.2.4 气体激光器

1.2.5 微波频率倍频器

1.2.6 回波振荡器

1.2.7 自由电子激光器

1 2.8 P型锗激光器

1.2.9 量子级联激光器

1.3 探测器

1.3.1 热探测器

1.3.2 外差探测

1.3.3 能带探测器

1.4 结论

参考文献

第2章 太赫兹光学

2.1 引言——太赫兹光学

2.2 理想光学系统中的高斯波束传输

2.2.1 简单高斯波束模型的传播特性

2.2.2 聚焦高斯波束：简单光学系统

2.2.3 一般光学系统中ABCD矩阵和传输

2.3 光学元件和子系统

2.3.1 耦合波束和聚焦元件

2.3.2 离轴聚焦镜

2.3.3 厚透镜

2.3.4 分束器、偏振栅格、屋脊反射镜、干涉仪和滤波器

2.3.5 衍射元件和相位光栅

2.4 波束耦合问题

2.4.1 辐射元件耦合

2.4.2 失配高斯波束和散焦效应

2.5 详细建模

2.5.1 高阶高斯波束模型

2.5.2 畸变、截断、波束失真

2.5.3 其他建模技术

2.5.4 部分耦合和多模系统

2.6 光学系统设计

2.6.1 反射镜／透镜参数的选择

2.6.2 系统布局

2.6.3 太赫兹光谱系统成像问题

2.7 总结

参考文献

第3章 太赫兹光谱范围内媒质的复折射率

3.1 引言

3.2 复介电常数和折射率

3.3 复传输和反射系数

3.4 有效媒质模型

3.5 太赫兹光谱分析的修正克拉茂—克朗尼希色散关系

3.6 时域太赫兹反射光谱的最大熵法

3.7 总结与展望

参考文献

第4章 采用平面和汇聚波束传递函数确定复折射率

4.1 采用传递函数提取材料的参数

4.2 平面传递函数计算

4.2.1 实验理论传递函数

4.2.2 相位解缠

4.3 汇聚波束建模

4.3.1 角度的权重函数

4.3.2 汇聚波束透射穿过一个厚板

4.3.3 汇聚算法中的相位解缠

4.3.4 仿真数据

4.4 实验数据

4.5 结论

参考文献

第5章 太赫兹散射

5.1 引言

5.2 具有光滑平面界面的样本的太赫兹反射与传输

5.2.1 单层界面的反射和传输

5.2.2 同一层界面的反射和透射

5.3 随机媒质

5.3.1 随机粗糙表面的太赫兹反射

5.4 体散射和吸收

5.4.1 单个粒子的散射

5.4.2 随机分布粒子散射

5.4.3 数值计算和蒙特卡罗模拟

5.5 结论

参考文献

第6章 太赫兹辐射的相空间处理

6.1 引言

6.2 太赫兹场的表征参数

6.3 太赫兹辐射表征和处理的相空间技术

6.3.1 威格纳分布函数及其在信号处理中的应用

6.3.2 模糊函数及其在信号处理中的应用

6.3.3 光谱图及其在信号处理中的应用

6.3.4 小波变换及其在信号处理中的应用

6.3.5 分数傅里叶变换及其在信号处理中的应用

6.4 结论

参考文献

第7章 晶体材料振动模式分布的计算方法

7.1 引言

7.1.1 单分子与周期晶体结构的计算

7.2 晶体声子的理论

7.2.1 一维晶体的声子

7.2.2 真空和凝聚态的正交模式

7.2.3 3D晶体声子

7.2.4 原子-原子势（力场）法

7.2.5 量子力学的电子结构计算

7.2.6 计算实例

7.3 分子动力学

7.4 结论、总结和方法的局限性

7.4.1 力场和电子结构（DFT）计算的对比

7.4.2 晶格动力学与分子动力学的对比

7.4.3 需要解决的一般问题

参考文献

第8章 晶体和非晶固体的太赫兹光谱学

8.1 引言

8.2 测试注意事项

8.2.1 散射

8.2.2 样品制备

8.2.3 光学常数的计算

8.2.4 动态范围

8.3 晶体材料光谱学

8.3.1 生物分子

8.3.2 有机小分子

8.3.3 爆炸物

8.3.4 其他晶体材料

8.4 非晶固体材料光谱学

8.4.1 玻璃

8.4.2 有序碳材料

8.5 小结

参考文献

第9章 生物分子和液体的太赫兹光谱学

9.1 液体

9.1.1 液体的太赫兹响应

9.1.2 液体透射

9.1.3 主要结论和研究现状

9.2 生物分子

9.2.1 生物分子的太赫兹响应

9.2.2 主要进展和研究现状

参考文献

第10章 太赫兹频段的泵浦-探测光谱学

10.1 引言

10.2 技术

10.2.1 实验细节

10.2.2 参数提取

10.2.3 电导率模型

10.3 无机半导体

10.3.1 块材

10.3.2 激子系统

10.3.3 纳米结构

10.4 有机半导体

10.4.1 石墨和石墨烯

10.4.2 碳纳米管

10.4.3 半导体聚合物

10.5 无机有机混合

10.6 展望

参考文献

第11章 太赫兹光谱学：太赫兹波的椭圆偏光法与有源极化控制

11.1 引言

11.2 透射模式时域椭圆偏光法

11.2.1 利用线栅极化器测量极化状态的方法

11.2.2 介电张量的计算

11.2.3 极化测量的例子

11.3 反射模式时域磁光椭圆偏光法

11.3.1 斜入射时的MOKE信号

11.3.2 基于强度测量的分析

11.3.3 基于时域太赫兹椭圆偏光法的分析

11.3.4 分析实例

11.4 太赫兹波的有源极化控制

11.5 结论

参考文献

第12章 液晶及其在太赫兹频率范围的应用

12.1 太赫兹频段的液晶

12.1.1 引言

12.1.2 最新研究进展

12.1.3 液晶相

12.1.4 关键属性

12.1.5 正与负介电各向异性

12.1.6 纯液晶与混合物

12.1.7 宏观属性——从千赫兹到紫外线

12.1.8 液晶的太赫兹光谱

12.1.9 液晶的宏观太赫兹性质

12.1.10 氰基联苯的分子太赫兹特性

12.1.11 总结与展望

参考文献

第13章 聚合物太赫兹光谱学

13.1 引言

13.2 太赫兹频段聚合物的介电特性

13.2.1 太赫兹频段聚合物分类

13.2.2 光谱特性起源

13.2.3 玻璃化检测

13.2.4 聚合物

13.3 太赫兹系统在聚合物加工工业中的应用

13.3.1 用太赫兹传感器控制混合过程

13.3.2 塑料元件的湿度监测

13.3.3 塑料焊接接头的检测

13.3.4 粘着键的太赫兹光谱学

13.3.5 加固塑料中纤维取向的确定

参考文献

第14章 非线性太赫兹光谱学

14.1 引言

14.2 高强度太赫兹脉冲的产生

14.2.1 光电导开关产生太赫兹脉冲

14.2.2 气体等离子体中的太赫兹产生

14.2.3 光学整流产生太赫兹脉冲

14.2.4 GaSe和ZnTe晶体中差频产生多周期强太赫兹脉冲

14.3 太赫兹非线性光谱方法

14.3.1 强度相关透射

14.3.2 太赫兹泵浦／太赫兹探针实验

14.3.3 太赫兹泵浦／光学探针测量

14.3.4 二维太赫兹光谱学

14.4 太赫兹非线性光学

14.5 半导体的非线性太赫兹光谱学

14.5.1 太赫兹场的有质动力

14.5.2 太赫兹驱动弹道输运

14.5.3 太赫兹场激子操作

14.6 非线性振动光谱学

14.7 太赫兹脉冲的磁场效应

14.8 强相关材料的太赫兹激励

14.9 总结和展望

参考文献

第15章 太赫兹近场成像

15.1 引言：近场、远场及衍射极限

15.1.1 衍射极限和远场

15.1.2 近场

15.2 无孔径近场显微镜

15.2.1 ANSOM的变化

15.3 孔径技术

15.3.1 波导、动态孔径以及准孔径

15.4 近场成像

15.4.1 太赫兹近电场成像

15.5 总结和展望

参考文献

第16章 生物医学成像

16.1 为什么太赫兹辐射适用于生物医学系统研究？

16.1.1 安全性

16.1.2 分子间相互作用的敏感性

16.2 样本制备

16.2.1 组织脱水和水合作用

16.2.2 可重复性

16.2.3 清单示例

16.3 样本系统

16.3.1 薄与厚

16.3.2 均匀与非均匀

16.3.3 带宽和轴向分辨率

16.3.4 信噪比和穿透深度

16.3.5 结构信息与光谱信息

16.3.6 成像与光谱

16.4 样品架及其对计算的影响

16.4.1 透射装置

16.4.2 反射装置

16.5 时域数据解释

16.5.1 反卷积

16.5.2 工作实例

16.6 医学应用研究

16.6.1 乳房癌

16.6.2 皮肤癌

16.6.3 结肠癌

16.6.4 龋齿

16.6.5 皮肤

16.6.6 蛋白质光谱学

16.7 总结

参考文献

第17章 太赫兹层析成像

17.1 采用太赫兹和毫米波的计算层析成像

17.1.1 CT的原理

17.1.2 太赫兹-CT应用举例

17.2 飞行时间太赫兹层析成像

17.2.1 TOF层析成像原理

17.2.2 TOF-太赫兹层析成像实例

参考文献

第18章 太赫兹成像工业应用

18.1 引言

18.2 工业成像

18.2.1 基本原理

18.2.2 对比机制

18.2.3 无损测试

18.2.4 实时成像

18.3 制药工业

18.3.1 特殊成像需求

18.3.2 装设仪器

18.3.3 信号处理

18.3.4 药片成像

18.3.5 应用

18.4 展望

参考文献

第19章 毫米波和太赫兹成像在安防中的应用

19.1 引言

19.2 安检现象学

19.2.1 毫米波被动成像系统性能

19.2.2 毫米波被动成像对比度

19.2.3 毫米波被动成像现象学

19.2.4 毫米波主动（相干）成像

19.2.5 毫米波主动成像现象学

19.2.6 大气传输

19.2.7 材料特性

19.3 成像系统设计概述

19.4 检测器技术

19.4.1 相干上变频或下变频

19.4.2 前置放大的直接检测

19.4.3 非相干（未放大）直接测量

19.5 毫米波安检门

19.5.1 L-3 ProVision

19.5.2 Millivision

19.6 远距离成像

19.6.1 远距离被动成像系统

19.6.2 远距离主动成像系统

19.7 多光谱和光谱成像

19.7.1 多光谱成像

19.7.2 太赫兹光谱成像

19.8 未来发展方向

参考文献

第20章 艺术作品的表征

20.1 引言

20.2 艺术作品表征成像艺术的进展

20.3 太赫兹成像和艺术作品保存：编年史

20.4 小结

参考文献

第21章 太赫兹等离子体结构

21.1 引言

21.2 太赫兹等离子体现象的物理规律

21.2.1 等离子体现象的初级理论和分类

21.2.2 光滑金属／介质分界面上的太赫兹频段等离子体

21.2.3 特征长度与太赫兹波长相当的凹槽结构

21.2.4 人工等离子体

21.2.5 栅和孔阵列

21.3 应用

21.3.1 伴随等离子体的传导太赫兹波

21.3.2 调制器和开关控制

21.3.3 采用等离子体器件控制的太赫兹波前

21.3.4 传感

21.3.5 成像

21.4 结论

参考文献

第22章 超材料

22.1 引言及历史摘要

22.2 尺度：电磁分量的平均

22.2.1 原子尺寸

22.2.2 复合材料

22.2.3 超材料

22.2.4 与光子晶体的对比

22.3 数值计算与软件

22.4 实验特征

22.4.1 电磁谐振

22.4.2 等效参数的提取

22.4.3 从时间窗信号提取N和Z

22.4.4 近场法

22.5 太赫兹超材料的制作

22.5.1 光刻技术

22.5.2 激光写入

22.5.3 其他技术

22.6 应用

22.6.1 负磁导率

22.6.2 可调谐超材料

22.6.3 其他应用

22.7 结论

参考文献

第23章 关联电子固体中的太赫兹控制：源和应用

23.1 引言

23.2 强场太赫兹脉冲量子相位控制

23.2.1 强场单周期太赫兹脉冲：产生

23.2.2 高温超导中非线性内层耦合

23.3 振动激发的量子相位控制

23.3.1 半共价键的控制

23.3.2 稳定绝对相位的中红外脉冲

23.3.3 非线性声子的振动控制

23.4 非线性太赫兹物理波荡器源

23.5 结论

参考文献

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