ТГц - источник квантового каскадного лазера представляет собой полупроводниковый лазер, основанный на структуре квантовой ловушки и способный излучать электромагнитные волны в терагерцовом диапазоне. Благодаря характеристикам терагерцовых волн такие лазеры демонстрируют важную прикладную ценность во многих областях.

Научные исследования терагерцовых квантовых каскадных лазеров:

1. Представление и анализ материалов

Спектральный анализ: терагерцовые волны чувствительны к вибрационному режиму материала, структуре решетки, межмолекулярным взаимодействиям и могут использоваться для изучения физических свойств полупроводников, метаматериалов, биологических макромолекул и т. Д.

Неразрушающее обнаружение: анализ внутренних дефектов материала, слоистой структуры или распределения напряжений с помощью технологии терагерцового спектра (THz - TDS), подходящей для контроля качества полупроводниковых кристаллов, композитов и т. Д.

2. Химическое и биологическое зондирование

Идентификация молекулярных отпечатков пальцев: многие органические молекулы имеют частоту вибрации в терагерцовом диапазоне и могут быть обнаружены с высокой чувствительностью путем поглощения спектра.

Биомедицинские исследования: для изучения белков, DNA、 Терагерцевая реакция биологических тканей, таких как клетки, исследует новые методы ранней диагностики заболеваний или скрининга лекарств.

3. Физические и фундаментальные исследования

Исследование квантовых эффектов: терагерцовые волны могут выявлять динамическое поведение возбужденных состояний низкой энергии (например, фононов, магнитных осцилляторов) для изучения сверхпроводящих материалов, двумерных материалов и т. Д.

Взаимодействие света и материи: изучение эффекта связи терагерцовых волн с наноструктурами, плазменными ускорителями и т. Д. Для продвижения теории фотоники.

Связь и информационные технологии для квантовых каскадных лазеров с терагерцовым источником:

1. Короткая связь

Беспроводная связь: ширина терагерцового диапазона (0,1 - 10 ТГц), высокая скорость передачи, может использоваться для внутренней короткой высокоскоростной связи (например, потенциальный диапазон технологии 6G / 7G).

Конфиденциальная связь: терагерцовые волны значительно ослабляются в воздухе и подходят для создания высокобезопасных коротких каналов связи (например, конфиденциальная передача данных между бортовыми или спутниковыми платформами).

2. Радиолокаторы и изображения

Терагерцовая РЛС: использование терагерцовых волн с высоким разрешением и проницаемостью (неполярные материалы, такие как проникающая одежда, пластмассы и т.д.) для проверки безопасности, обнаружения скрытых объектов или промышленного неразрушающего обнаружения.

Терагерцевая визуализация: путем сканирования отраженных или пропускающих сигналов терагерцовых волн генерируется изображение внутренней структуры объекта, которое используется для биомедицинской визуализации (например, обнаружения рака кожи), обнаружения интегральных схем и т. Д.