MEMS-reconfigurable metamaterials and antenna applications
本文回顾了我们的一些贡献，可重构超材料，其中动态控制是由微机电系统（MEMS）技术。首先，我们展示了具有最先进的相速度变化和损耗的可重构复合右/左手传输线（CRLH-TL），从而实现高效的可重构移相器和漏波天线（LWA）。第二，我们提出了非常低的损耗metasurface设计与可重构的反射性能，适用于反射阵列和部分反射表面（PRS）天线。所有提出的设备已经制造和实验验证。他们在X和Ku波段工作。
2014-05-07 physics.optics
High Sensitivity Terahertz Detection through Large-Area Plasmonic Nano-Antenna Arrays
University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
针对传统等离子体光电导天线工作带宽受限的问题，提出基于大面积等离子体光电导纳米天线阵列的宽带太赫兹探测技术，兼具纳米级强光-太赫兹相互作用、宽带宽、抗光束失准特性，实现了107 dB的高信噪比探测。
2016-12-24 physics.optics
An antipodal Vivaldi antenna for improved far-field properties and polarization manipulation of broadband terahertz quantum cascade lasers
提出了一种用于宽带太赫兹量子级联激光器和频率梳的对映Vivaldi天线。其指数曲线的耀斑轮廓导致绝热面内模式膨胀，产生具有（23°x19°）半峰全宽和倍频程跨越带宽的单瓣光束的改进的远场。天线还充当波延迟器，将极化从垂直极化旋转到水平极化，旋转角度取决于频率。激光器的发射光谱和电流-电压特性以及频率梳操作不受影响。测量结果与数值模拟吻合良好，所提出的天线覆盖了宽光谱范围（1.5-4.5 THz）。
2020-04-22 physics.optics
Characterization of the terahertz photoconductive antenna by three-dimensional finite-difference time-domain method
采用时域有限差分法对太赫兹光电导天线（PCA）的物理机制进行了三维数值模拟。我们的方法的特点是，发生在PCA的多物理现象，如光-物质相互作用，光激发载流子动力学和太赫兹辐射的全波传播，考虑和体现在模拟中。通过与现有商业软件的比较，验证了该方法的有效性。此外，我们使用这个模拟工具来表征PCA的参数依赖性性能，从而可以启发设计具有增强的光学到太赫兹效率的新型PCA。
2014-06-28 physics.optics
Use of THz Photoconductive Sources to Characterize Tunable Graphene RF Plasmonic Antennas
石墨烯，由于其支持太赫兹频率范围内的等离子体极化子波的能力，使得天线能够小型化，从而允许纳米系统之间的无线通信。石墨烯天线演示的主要挑战之一是找到合适的太赫兹源来为天线馈电。本文估计了一个石墨烯射频等离子体微天线的性能与光电导源馈。太赫兹源建模，并通过一个全波EM求解器，设备的辐射功率估计相对于材料，激光照明和天线的几何参数。结果表明，该器件发射的太赫兹脉冲平均功率可达1 $μ$ W，证明了用光电导材料馈电小型化石墨烯天线的可行性。
2014-02-18 physics.optics
Numerical analysis of the emission properties of terahertz photoconductive antenna by finite-difference-time-domain method
采用基于全波模型的三维时域有限差分法对太赫兹光电导天线（PCA）的辐射特性进行了数值研究。仿真分析了太赫兹辐射与激光功率、偏压、衬底材料、激光脉冲宽度、光斑尺寸、天线尺寸等参数的关系。一方面揭示了PCA的太赫兹辐射与相关参数之间的内在联系，从而对PCA有更好的理解。另一方面，它可以启发新的PCA的设计，旨在提高性能，如高辐射功率，增强的光到THz转换效率，和宽带频谱。
2014-07-10 physics.optics
Design and performance of a terahertz photoconductive antenna with nano-crossfinger structure
提高光电导天线（PCA）的太赫兹（THz）辐射功率和/或光-太赫兹转换效率被广泛认为是THz领域最具吸引力和挑战性的任务之一。在这项工作中，太赫兹PCA的设计与纳米交叉指结构的有源区提出。采用基于全波模型的时域有限差分法计算了该PCA的THz辐射特性。作为比较，PCA与纳米指结构，承诺增强THz辐射比传统的PCA也进行了数值分析。结果表明，纳米交叉指PCA可以辐射甚至更高的太赫兹场比纳米指PCA，主要是由于增强的偏置场内的纳米结构。
2014-08-04 physics.optics
A novel terahertz time-domain spectroscopic endoscope based on a single photoconductive antenna chip
基于光电导天线（PCA）的太赫兹时域光谱（THz-TDS）需要两个独立的PCA芯片。一个PCA用作发射器，另一个用作接收器。对于反射式测量，通常需要“衰减全反射”技术来提高反射灵敏度。这使得反射式测量的系统体积庞大且复杂。在本文中，我们提出了一种新的太赫兹TDS内窥镜，是专门设计用于反射型测量。这种THz-TDS内窥镜得益于集成光电导天线（我们称之为iPCA），它将发射器和接收器集成在单个天线芯片上。因此，内窥镜的尺寸可以尽可能地缩小以用于实际使用。详细介绍了该太赫兹TDS内窥镜的设计和工作原理。这为太赫兹时域光谱在生物医学领域的应用开辟了一条新的途径。
2013-12-14 physics.optics
Terahertz radiation-induced sub-cycle field electron emission across a split-gap dipole antenna
我们使用强太赫兹脉冲激发谐振模式（0.6太赫兹）的微制造偶极子天线与真空间隙。偶极天线结构将间隙内太赫兹电场的峰值幅度增强了约170倍。在~10 MVcm-1的间隙内电场阈值幅度以上，观察到太赫兹诱导场电子发射（TIFEE），如通过偶极天线间隙的场诱导电流所指示的。场发射发生在驱动THz周期的一小部分内。我们对电流（I）和入射电场（E）的分析与密立根-劳里森分析一致，其中log（I）与1/E呈线性关系。数值估计表明，电子被加速到大约十分之一的光速。
2015-08-19 physics.optics
Boosting the Terahertz Photoconductive Antenna Performance with Optimized Plasmonic Nanostructures
先进的纳米光子学渗透到其他科学和技术领域，从应用物理到生物学，并导致许多迷人的跨学科应用。最近已经证明，在纳米尺度上适当设计的光-物质相互作用可以克服当今太赫兹（THz）光电导天线的局限性，使它们更接近许多实际意义。在这里，我们提出了这一概念，全面的数值优化和实验研究的对数周期太赫兹光电导天线耦合到银纳米天线阵列。我们揭示了由此产生的混合太赫兹天线的工作原理，提供了一种方法，以提高其性能。通过调整银纳米天线的尺寸和它们之间的距离，我们获得了比以前报道的结果大2倍的光-太赫兹转换效率的增强，最强的增强是在1太赫兹左右，这是其他紧凑型太赫兹源几乎无法实现的频率范围。此外，我们提出了一种具有成本效益的制造工艺，通过热去湿工艺实现具有优化等离子体纳米结构的混合太赫兹天线，该工艺不需要任何后处理，使得所提出的解决方案对应用非常有吸引力。
2017-06-14 physics.optics
Highly sensitive and selective sugar detection by terahertz nano-antennas
碳水化合物的分子识别和区分是重要的，因为碳水化合物在大多数生物体中对于能量代谢和细胞间通讯起着重要作用。然而，由于在物理或化学特征上缺乏显著区别，很难识别或区分各种碳水化合物分子。尽管已经做出了相当大的努力来开发选择性地使用化学受体或系综阵列的单个碳水化合物的传感平台，但是它们的检测和辨别极限在毫摩尔浓度范围内一样高。在这里，我们展示了一种高灵敏度和选择性的检测方法，用于使用基于纳米缝隙天线阵列的传感芯片，在太赫兹频率范围内工作的碳水化合物分子的歧视。这种THz超材料传感工具可以识别各种类型的碳水化合物分子，分子浓度范围很广。通过纳米天线的强局部化和增强的太赫兹传输可以有效地增加分子吸收截面，从而即使在低浓度下也能够检测这些分子。通过太赫兹光谱和透射率图像验证了纳米天线传感芯片的性能。各种碳水化合物的筛选和鉴定可以应用于测试，甚至具有高灵敏度和选择性的真实市场饮料。
2015-06-28 physics.optics
Enhanced terahertz radiation from an elliptical-beam-illuminated sawtooth photoconductive antenna: design and numerical analysis
通过数值模拟，预测了一种新型光导天线（PCA）的太赫兹辐射增强效应。与传统的PCA不同的是，所提出的PCA具有在边缘上具有微结构的电极，这将引入比普通电极（例如带状线结构）更强的局部偏置场。此外，激光源的椭圆光束用于照射PCA的微结构，从而扩大了太赫兹激发的有效区域，并且可以在饱和效应发生之前施加更高的激光功率。提出的PCA的设计，其性能预测的数值分析的基础上的全波时域有限差分法。仿真结果表明，与传统PCA相比，在相同条件下，所提出的PCA实现了THz辐射场（即时域THz脉冲峰值）的$1.4$倍增强。当考虑入射激光束的功率密度的上限时，可以实现高达$2$倍的进一步增强。
2014-07-04 physics.optics
Terahertz emission from interdigitated photoconductive antennas based on Ge-on-Si
Indian Institute of Technology, Bombay（孟买印度理工学院）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Technology, Indore（印多尔印度理工学院）
基于Ge-on-Si的互指光导天线设计用于高效太赫兹发射，通过简化制造流程提升电气鲁棒性，实现2.5 THz和36 dB SNR，适用于CMOS技术。
2026-01-11 physics.optics
Experimental study of a terahertz time-domain spectrometer based on photoconductive antenna
构建了一个基于光导天线（PCA）的太赫兹时域光谱仪（THz-TDS）系统。具有80 MHz重复率的800 nm钛蓝宝石飞秒激光器提供泵浦和探测激光脉冲，其具有45 fs脉冲宽度（可短至15 fs）和高达400 mW的功率。两个商业PCA与34 μ m和6 μ m的间隙大小分别用作发射器和接收器。我们通过测量其绝对辐射太赫兹功率，光谱带宽，信噪比（SNR），动态范围和焦平面光束轮廓来表征该系统。我们进一步分析了THz-TDS系统的噪声来源，并具体讨论了提高DR和SNR的可能性。此外，利用该系统研究了PCA对激光功率、偏置电压、光斑位置和激光偏振态等参数的响应。
2014-08-08 physics.optics
Design of a plasmonic-organic hybrid slot waveguide integrated with a bowtie-antenna for terahertz wave detection
最近，在大频谱上的电磁（EM）波检测吸引了大量的关注。传统的电子EM波传感器使用大的金属探针，其使待测量的场失真，并且对可检测的RF带宽也有严格的限制。为了解决这些问题，已经开发了集成光子EM波传感器以提供高灵敏度和宽带宽。以前，我们展示了一个紧凑的，宽带的，和敏感的集成光子EM波传感器，由有机电光（EO）聚合物填充硅槽光子晶体波导（PCW）调制器集成与金领结天线，检测X波段的电磁波谱。然而，由于硅PCW的相对大的RC常数，这样的EM波传感器只能工作到几十GHz。在这项工作中，我们提出了一个详细的设计和讨论的新一代电磁波传感器的基础上EO聚合物填充等离子体缝隙波导结合蝴蝶结天线，以覆盖更广泛的电磁波谱从1 GHz到10 THz，包括微波，毫米波，甚至太赫兹波的范围。这种天线耦合的等离子体-有机混合（POH）结构被设计为提供超小的RC常数、等离子体模式与RF场之间的大重叠、强电场增强以及可忽略的场扰动。设计了一种用于桥接硅条形波导和等离子体缝隙波导的锥形结构。仿真结果表明，我们的设备可以有一个电磁波传感能力高达10太赫兹。据我们所知，这是第一个用于光子太赫兹波检测的POH设备。
2016-04-02 physics.optics
Revealing the terahertz-laser velocity effect during air filamentation via travelling-wave-antenna model
本文利用改进的行波天线模型研究了空气成丝中太赫兹相速度与激光群速度之比K的影响，发现K决定太赫兹辐射的远场分布及发射图样转变，为光束整形及判断电离前沿速度提供了理论工具。
2025-05-28 physics.optics
Terahertz plasmonic laser radiating in an ultra-narrow beam
等离子体激元激光器（spasers）产生相干表面等离子体激元（SPP），并且可以在金属腔中以亚波长尺寸实现，以用于纳米光学。等离子体腔也用于太赫兹量子级联激光器（QCL），这是最亮的固态太赫兹辐射源。对于spasers来说，一个长期存在的挑战是它们与远场辐射的耦合差。与可以产生定向光束的传统激光器不同，spasers由于其亚波长孔径而具有高度发散的辐射图案。在这里，我们从理论上和实验上证明了一种新的技术，用于实现分布反馈（DFB），这是不同于任何其他以前使用的DFB方案的半导体激光器。所谓的天线反馈方案导致等离子体激元激光器中的单模操作，将谐振SPP模式耦合到高度定向的远场辐射图案，并且将周围介质中的混合SPP集成到DFB激光器的操作中。在实验上，采用天线反馈方法，不需要相位匹配到一个定义明确的有效折射率，实现了单模太赫兹量子化学激光器，其光束发散角小至4 × 4度，这是迄今为止报道的任何太赫兹量子化学激光器的最大光束。此外，与传统光子带边激光器中周期性为半波长整数倍的辐射场可忽略不计的情况相比，天线反馈首次突破了这一整数倍限制，增强了激光模式的辐射场。天线反馈方案通常适用于具有法布里-珀罗腔的任何等离子体激光器，而不管其工作波长如何，并且可以使等离子体激光器更接近实际应用。
2016-07-24 physics.optics
Graphene Antennas: Can Integration and Reconfigurability Compensate for the Loss?
在这个开幕演讲中，我们将首先回顾石墨烯导电性和基于石墨烯的结构上的电磁波传播的主要特征。基于这些观察和从微波到太赫兹的不同石墨烯天线模拟，我们将讨论天线效率，集成和可重构性的问题，作为操作频率范围的函数。虽然石墨烯在微波天线中的适用性似乎仅限于特定情况，其中出于集成或透明目的可以容忍非常低的效率，但太赫兹频率下石墨烯导电性的等离子体性质允许前所未有的天线特性，特别是高效的动态重新配置。
2013-05-26 physics.optics
Terahertz nano antenna enabled early transition in VO2
研究了太赫兹波在纳米图形二氧化钒薄膜中的传输特性。发现图案化允许降低表观转变温度。对于最小宽度的纳米天线的情况，转变温度相对于裸膜低多达10度，使得纳米图案化的滞后曲线完全将它们自己与它们的裸膜对应物分离。这种早期的转变来自于纳米天线使有效介电常数提高了一个数量级。这一现象开辟了转变温度工程的可能性。
2012-08-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Split ring resonator resonance assisted terahertz antennas
我们报告的低阻抗宽带天线的新架构的计算发展，有效地检测太赫兹（THz）频率波束。所设想的裂环谐振器谐振辅助（SRR RA）天线基于电容和电感方案，分别利用200欧姆和400欧姆阻抗。此外，通过改变所利用的几何结构中的耦合参数，阻抗是可调谐的，从而允许与检测器电路更好地匹配以实现最大功率提取。我们的模拟结果已经通过假设1.5太赫兹的工作频率。
2017-09-27 physics.ins-det physics.optics
A Dynamically Reconfigurable Terahertz Array Antenna for Near-field Imaging Applications
提出了利用SLM实现亚波长分辨率的高速近场成像的概念证明。利用市售的GaAs半导体衬底制作了电极间隙为100 μ m、长度为5 mm的8通道THz探测器阵列天线。每个阵列天线可以同时激发通过空间重新配置的光学探测光束和太赫兹电场可以记录使用8通道锁定放大器。通过沿阵列天线的长度扫描探测波束，可以获得具有幅度、相位和频率信息的2D图像。
2017-05-30 physics.ins-det physics.optics
Selective detection of bacterial layers with terahertz plasmonic antennas
目前微生物的检测和鉴定要么是基于非特异性的快速显微镜检查，要么是基于更准确、复杂、耗时的程序。在医学背景下，细菌革兰氏类型的确定具有重要意义。微生物感染的诊断通常需要在几分钟内鉴定引起感染的微生物病原体，或至少鉴定其家族（革兰氏型）。在这项工作中，我们建议使用太赫兹频率范围的天线，用于增强细菌类型的选择性检测。太赫兹时域光谱法是一种快速、无接触、无损伤的研究方法，可用于研究多种微生物，以获得有关微生物存在和性质的信息。我们证明了等离子天线提高了细菌层的检测灵敏度，并允许选择性地识别革兰氏类型的细菌。
2012-09-03 physics.bio-ph physics.optics
Nanocircuit transmitting microwave and terahertz harmonics generated by a mode-locked laser
先前我们将锁模雷射聚焦在扫描隧道显微镜的尖端样品隧道结上。这在DC隧穿电流上叠加了激光脉冲重复率的数百个谐波的电流。每个谐波的功率与其频率成反比。然而，分析表明，在隧穿结内，谐波仅在45 THz以上衰减为谐波数与激光占空比的乘积的平方的负指数。现在，这种效应被应用于纳米电路中，该纳米电路具有光学天线以接收激光辐射，金属-绝缘体-金属隧穿二极管以产生谐波，以及过滤器以选择由第二天线传输的微波或太赫兹谐波。
2021-09-14 physics.optics
Fiber-coupled Antennas for Ultrafast Coherent Terahertz Spectroscopy in Low Temperatures and High Magnetic Fields
为了测量相关电子材料在低温和高磁场下的高频复电导率，介绍了一种直接在现有直流和脉冲磁体的低温孔中进行相干时域太赫兹光谱的方法。微型光纤耦合太赫兹发射器和接收器的构造和证明工作低至1.5开尔文和高达17特斯拉，最终用于高场磁体。在热循环过程中保持光纤和天线之间的亚微米对准，在长光纤末端获得超快（${<200}$ ~fs）光选通脉冲，以及设计与低功率光选通脉冲良好工作的高效器件构成了该项目的主要技术挑战。给出了YBCO超导薄膜和高迁移率二维电子气的实验数据。
2002-04-04 physics.ins-det physics.optics
Terahertz emission and detection using Ge-on-Si photoconductive antennas
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Centre for Interdisciplinary Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所跨学科学术中心）；Indian Institute of Technology Indore（印度理工学院印多尔分校）
利用非晶Ge-on-Si光电导天线实现太赫兹脉冲的相干发射与探测，展示其在太赫兹生成与检测中的应用潜力
2026-01-16 physics.optics
Increasing TeraHertz spintronic emission with planar antennas
本研究将Ta/Co/Pt自旋电子太赫兹发射器集成到平面天线中，通过电磁仿真优化天线设计，实验表明信号增强3至15倍，带宽变化与仿真一致。
2024-02-05 physics.app-ph physics.optics
Room-temperature, continuous-wave Terahertz generation in free-space with an intersubband mid-infrared photomixer
本文提出一种基于双天线架构和带间吸收的中红外光子混频器，实现室温下高达1太赫兹的连续波可调谐太赫兹产生，其转换效率远超χ(2)单极器件。
2025-03-26 physics.app-ph physics.optics
Terahertz Oscillator Chips Backside-coupled to Unclad Microphotonics
太赫兹技术在很大程度上依赖于通过衬底向下辐射的平面片上天线，因此将这些天线与集成波导连接的有效手段是一个有吸引力的前景。我们提出了一种可行的方法，背面太赫兹振荡器芯片和宽带全本征硅介质波导之间的耦合。我们的研究采用共振隧穿二极管作为紧凑的双端电子太赫兹振荡器，和太赫兹波观察到从270 GHz到409 GHz。通过弯曲长度的硅波导获得该功率的事实验证了成功的背面耦合。
2022-06-16 physics.app-ph physics.optics
Photonic Crystal Terahertz Leaky-Wave Antenna
目前的无线系统正经历着前所未有的压力，通过将载波频率向太赫兹频谱转移可以缓解这种压力。然而，需要组件来实现在如此高的频率下的频谱高效通信。最近，光子晶体平台已被证明能够实现芯片级的信号处理。类似地，漏波天线被用来产生高度定向的THz波束。在这里，我们结合光子晶体与漏波天线。实际上，我们建议使用一个阵列的圆柱夹在两个板之间，我们证明了在250-350 GHz范围内的带隙通过明智的几何设计。我们通过移除一排圆柱体在晶体中引入线性缺陷，从而允许引导太赫兹光束。对导模色散关系的研究表明，导模的传播常数比自由空间的传播常数大。这允许模式有效地外耦合时，一个薄的孔径槽被引入上方的缺陷。我们数值计算表明，远场衍射光束可以覆盖从30度到90度的宽角度范围。最后，我们展示了如何可以进一步设计的光子晶体，使覆盖在两个相反的角度方向。
2021-09-23 physics.ins-det physics.optics
Detection of deep-subwavelength dielectric layers at terahertz frequencies using semiconductor plasmonic resonators
由掺杂硅制成的等离子体领结天线可以在太赫兹（THz）频率下作为等离子体谐振器工作，并在其间隙附近提供大的场增强。我们从实验和理论上证明了接近天线表面的场限制使得能够检测比自由空间波长薄约3750倍的纳米（100 nm）无机膜。基于模型计算，我们得出结论，探测灵敏度及其随沉积层厚度的变化与天线周围的局部太赫兹场分布的衰减和蝴蝶结天线的间隙中的局部场增强有关。这种大的场增强具有提高基于等离子体激元的生物和化学传感器的检测限的潜力。
2012-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonant tunneling diode-integrated terahertz transceiver module for wireless communications
Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科）；Terahertz Engineering Laboratory, Adelaide University（阿德莱德大学太赫兹工程实验室）；Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology（大阪产业技术综合研究所）；ROHM Co. Ltd.（罗姆有限公司）；Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科）
本文提出一种集成共振隧穿二极管的太赫兹收发模块，通过光电子天线链实现宽带定向辐射，具备低损耗、低成本和高效率的特点，适用于6G系统。
2026-03-21 physics.optics
Spot Focusing Coma Correction by Linearly Polarized Dual-Transmitarray Antenna in the Terahertz Region
City University of Hong Kong（香港城市大学）
针对太赫兹单透射阵列离轴扫描彗差严重的问题，提出在常规相位透射阵列后增设优化相位透射阵列的双透射阵列方案，实验验证其在290 GHz下50度扫描角内光斑聚焦良好、旁瓣低于-10 dB。
2022-11-25 physics.app-ph physics.optics
Shaping the spectrum of terahertz photoconductive antenna by frequency-dependent impedance modulation
在本文中，我们报告了一种方法来塑造太赫兹脉冲产生的光谱光导天线（PCA）的频率相关的阻抗调制。我们介绍了一个理论模型，描述太赫兹脉冲产生的PCA和占的光电导体和天线的阻抗。为了展示频率相关的阻抗调制对太赫兹脉冲产生的频谱的影响，我们应用该模型来模拟具有对数螺旋拓扑结构的宽带PCA。最后，我们制作了两种不同的对数螺旋光子晶体，并利用太赫兹脉冲光谱对其进行了实验表征。观察到的结果表明，理论模型和实验之间的良好的协议，证明了一个潜在的形成太赫兹脉冲产生的频谱PCA调制的频率相关的阻抗。这种方法使得优化PCA性能成为可能，从而适应THz科学和技术的基础和应用分支中的THz脉冲光谱和成像的需求。
2018-07-10 physics.app-ph physics.optics
Design and Optimization of Gregorian-based Reflector Systems for THz Imaging System Optics
反射面天线结构在太赫兹成像系统光学部分设计中的应用近年来引起了人们的广泛关注。与折射光学相比，反射光学的优势是这一趋势的主要原因之一。宽光谱范围内的镜面反射、没有或很少的反射和透射损失、没有色差、高功率应用中的高可靠性以及由于精确优化的配置而导致的离轴像差的消除仅仅是这些优点中的一些。此外，在成像系统的光学部分中使用新颖的卫星通信反射器天线系统改善了许多成像性能因素，并为不同的成像目标提供了可靠的平台。在本文中，我们将设计一个基于格雷戈里的反射器天线系统的光学部分的太赫兹成像系统，并利用光学技术，我们优化的结构，以获得最佳的成像性能。
2022-02-14 physics.optics
Reconfigurable THz Plasmonic Antenna Concept Using a Graphene Stack
提出了一种基于石墨烯的太赫兹频率可重构天线的概念和分析。该天线利用了偶极类等离子体共振，其可以通过石墨烯堆叠中的电场效应在大范围上进行频率调谐。除了有效的动态控制，所提出的方法允许高度小型化和良好的直接匹配连续波太赫兹源。一个定性的模型被用来解释良好的阻抗稳定性下重构。这些初步结果对于未来的全石墨烯THz收发器和传感器非常有希望。关键词：可重构天线，石墨烯，等离子体，太赫兹，频率调谐。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz metamaterials for light-driven magnetism
本文设计了两种太赫兹超材料（蜻蜓天线和八极天线），分别增强磁场和电场，用于控制凝聚态系统的磁性状态，实现五倍增强和超过1特斯拉及1兆伏/厘米的峰值。
2023-12-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fast and Sensitive Terahertz Detection Using an Antenna-Integrated Graphene pn Junction
虽然太赫兹（THz）频率的光的检测对于大范围的应用是重要的，但是当前的检测器通常在灵敏度、速度、操作温度和光谱范围方面具有若干缺点。在这里，我们使用石墨烯作为光活性材料来克服所有这些限制。我们介绍了一种新的探测器太赫兹辐射，利用光电（PTE）效应，基于一种设计，采用双栅极，偶极天线的间隙为100 nm。该窄间隙天线同时在位于天线上方的石墨烯通道中产生PN结，并将入射辐射强烈地集中在该PN结处，在该PN结处产生光响应。实验结果表明，该探测器具有很好的灵敏度，在室温下的噪声等效功率为80 pW/Hz，响应时间小于30 ns（设置限制），高动态范围（线性功率依赖性超过3个数量级）和宽带操作（测量范围1.8-4.2 THz，天线限制），这满足了目前最先进的探测器中缺少的组合。重要的是，在实验，分析模型和数值模拟之间取得一致的基础上，我们已经对PTE效应如何引起太赫兹诱导的光响应有了深入的了解，这对进一步优化探测器非常有价值。
2019-05-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.ins-det
Terahertz chiral sub-wavelength cavities breaking time-reversal symmetry via ultra-strong light-matter interaction
本研究通过纳米天线阵列与二维电子气朗道跃迁耦合，实现太赫兹手性亚波长腔，打破时间反演对称性，达到超强耦合，并优化设计获得圆偏振基态。
2025-04-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
A two-dimensional terahertz smart wristband for integrated sensing and communication
State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies（光电功能材料与技术国家重点实验室）；Guangdong Province Key Laboratory of Display Material and Technology, School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University（中山大学电子与信息工程学院，显示材料与技术广东省重点实验室）
该研究提出了一种基于石墨烯PPAC阵列的二维THz智能腕带，实现集成传感与通信功能，用于6G物联网和可穿戴设备的高效人机交互。
2025-12-30 physics.optics
Integrated Terahertz Photonic Receiving Frontend with Link Noise Outperforming Electronics
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Zhejiang University（浙江大学）；University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)（电子科技大学）
通过共设计高增益片上太赫兹天线阵列和宽带太赫兹-光调制器，在薄膜铌酸锂芯片上实现低噪声集成太赫兹光子前端，在140-450 GHz三个主要太赫兹窗口展示未降级的链路噪声，并在上两个窗口优于电子前端，支持6G多链路通信。
2026-06-16 physics.optics
Digital Metasurface Based on Graphene: An Application to Beam Steering in Terahertz Plasmonic Antennas
超材料的二维对应物--超表面，由于其对电磁波的强大操控能力而引起了人们的极大关注。最近出现了各种各样的元表面，不仅展示了无数的功能，而且还展示了可重构的响应。此外，数字或编码元表面通过将设备描述为离散构建块状态的矩阵而彻底改变了该领域，从而与信息理论形成了清晰的平行关系，并开辟了对高级元表面进行建模、组合和（重新）编程的新方法。本文加入了可重构和数字的方法，并提出了一种超表面，利用石墨烯的可调谐性，在太赫兹频率进行光束转向。一个全面的设计方法，包括技术，单元设计，数字超材料合成，和可编程性方面。通过沿着超颖表面平面设置和动态调整相位梯度，所得到的设备实现了在所有实际方向上的波束转向。所提出的设计进行了研究，通过分析模型和数值验证，显示波束宽度和转向误差远低于10度和5%，在大多数情况下。最后，设计准则提取通过涉及元表面的大小和数量的单元格状态的可扩展性分析。
2020-12-20 cs.ET physics.app-ph physics.optics
Large-area photonic circuits for terahertz detection and beam profiling
本文提出薄膜铌酸锂大面积集成光子探测架构，利用18天线双阵列与准相位匹配增强电光调制，实现宽带太赫兹探测及光束轮廓重建。
2024-10-27 physics.ins-det physics.optics
Impact of E-plane Misalignment on THz Diagonal Horn Antennas
本文通过理论分析、电磁仿真和实验验证，量化了325-500 GHz频段E平面分体对角喇叭天线的对准要求，发现微小几何不对称和对准误差会显著增加交叉极化功率并降低高斯光束耦合效率，强调了精确对准与加工对太赫兹前端系统的重要性。
2024-08-08 physics.ins-det physics.optics
Enhanced Terahertz Photoresponse via Acoustic Plasmon Cavity Resonances in Scalable Graphene
Ca’ Foscari University of Venice（威尼斯卡福斯卡里大学）
研究通过石墨烯中的声子等离子体腔共振增强太赫兹光电响应，利用天线耦合装置实现对太赫兹场的精确控制和纳米级限制，展示出高效的光电热电信号。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
