《太赫茲科學與技術》課程教學大綱一、中文課程簡介（含課程名、課程編號、學分、總學時、課程內容概要等內容）課程名稱：太赫茲科學與技術課程代碼：0702060013學分：2總學時：32課程內容摘要：主要講述了太赫茲的相關內容。重點介紹了太赫茲的產生原理和構造，各種太赫茲系統的組成與工作原理，以及太赫茲在各個相關領域中的應用情況和發展前景。重點介紹了太赫茲在軍事和國土安全領域所扮演的重要角色。課程主要分為三個部分：太赫茲基礎研究、太赫茲技術研究、太赫茲應用研究。二、英文課程簡介（含課程名、課程編號、學分、總學時、課程內容概要等內容）CourseName:TerahertzScienceandTechnologyCoursecode:0702060013Credit:2Totalhours:32SummaryofCourseContents:relatedTerahertzcontentismainlydescribed.ThegenerationprincipleandconstructionofTerahertz,thecompositionandworkingprincipleofvariousTerahertzsystems,andtheapplicationanddevelopmentprospectsofTerahertzinvariousrelatedfieldsareintroduced.TheimportantroleofTerahertzinmilitaryandterritorialsecurityishighlighted.Thecourseismainlydividedintothreeparts:Terahertzbasicresearch,Terahertztechnologyresearch,Terahertzapplicationresearch.教學目標太赫茲波越來越成為熱門波段，已滲透到科學技術的各個領域并得到非常廣泛的應用。《太赫茲科學與技術》這門課程使學生了解太赫茲波的基本概念與特性、太赫茲各相關技術及其發展趨勢、在各領域的應用狀況和應用前景；理解各類太赫茲輻射源和太赫茲探測器的基本原理和構成組件，理解各種太赫茲系統的工作原理和組成結構，了解其應用場景；結合我院科研需求，重點掌握強場太赫茲輻射源技術、寬頻太赫茲太赫茲時域光譜探測技術、各種遠場太赫茲成像技術和近場太赫茲成像技術，了解它們在材料和生物醫學領域的潛在應用。通過本課程教學，使學生學習、總結、借鑒和吸收國內外太赫茲領域的優秀科研成果，培養學生分析問題和解決問題的能力，開闊學生視野，為學生今后從事太赫茲技術、紅外、微波等相關領域以及天文、反恐與國土安全、軍事、航天航空、考古、食品、生物醫學等太赫茲技術應用領域的科研人員和工程技術人員的研究工作奠定基礎、提供幫助。教學內容（1）太赫茲波的本性2學時1.1引言1.2太赫茲波的應用1.3太赫茲波的獨特性質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）太赫茲波的產生3學時2.1基于光學效應的太赫茲輻射源2.1.1光電導天線2.1.2光整流2.1.3空氣產生太赫茲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半導體激光器（3）太赫茲波的探測3學時3.1脈沖太赫茲信號探測3.2連續太赫茲信號的探測3.3太赫茲單光子探測（4）太赫茲時域光譜2學時4.1太赫茲時域光譜技術的優勢4.2太赫茲時域光譜系統4.3太赫茲時域光譜技術原理4.3.1透射式太赫茲時域光譜技術4.3.2反射式太赫茲時域光譜技術4.4其他探測方法4.5太赫茲時域光譜技術的應用（5）太赫茲成像3學時5.1太赫茲成像系統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太赫茲連續波成像5.8太赫茲成像技術應用（6）太赫茲在物理學中的應用2學時6.1發展機遇6.2太赫茲在光物理中的基礎研究6.3量子相干和控制6.4大氣科學、實驗室天文學和分子碰撞6.5極端條件下的物質探測（7）太赫茲在化學和生物學中的機遇2學時7.1發展機遇7.2面臨的挑戰7.3太赫茲在化學中的應用7.4太赫茲在生物學中的應用（8）太赫茲遙感2學時8.1相關介紹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2學時9.1應用前景9.2太赫茲雷達9.3雷達探測9.4未來展望（10）太赫茲成像的軍事用途1學時10.1太赫茲在軍事領域的機遇10.2太赫茲在軍事領域中的應用10.2.1目標識別10.2.2目標響應10.2.3毒氣戰劑和生物戰劑的感測（11）太赫茲在國土安全中的應用2學時11.1利用太赫茲成像技術探測隱蔽武器11.2太赫茲主動探測成像11.3爆炸物及其相關材料的太赫茲光譜探測11.4炸藥和生化戰劑的識別（12）太赫茲成像在生物醫學中的應用2學時12.1發展機遇12.2應用潛力12.3基本原理12.4太赫茲在生物醫學中的應用12.4.1樹密度測繪12.4.2植物生理學12.4.3醫學成像（13）太赫茲器件在天體物理學中的應用1學時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探測器13.4隧道結混頻器13.5HEB型混頻器（14）太赫茲通信2學時14.1太赫茲通信14.1.1寬帶通信和高速信息網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用14.3太赫茲通信所遇到的挑戰（15）太赫茲在無損檢測及航天器檢測中的應用1學時15.1應用時域太赫茲探測航天飛機隔離層中的缺陷15.1.1將時間和強度的峰值信息處理15.1.2對波形變化的處理15.2連續太赫茲波成像系統的無損檢測（16）最新進展分析和總結3學時太赫茲領域的研究的進展師生共同討論。教學實施方案：教學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