清華大學(xué)：寬譜可調(diào)自由電子太赫茲輻射芯片

近日，清華大學(xué)電子工程系劉仿教授課題組報道了全片上集成的寬譜可調(diào)太赫茲切倫科夫輻射（Terahertz Cherenkov radiation）芯片，成功將太赫茲自由電子輻射器件的尺寸壓縮至百微米量級，并實現(xiàn)了寬至3.2-14 THz的連續(xù)電調(diào)諧范圍。該工作將無閾值切倫科夫輻射頻率拓展至太赫茲頻段，實現(xiàn)了兼顧片上集成和寬譜可調(diào)的自由電子太赫茲輻射源，為自由電子太赫茲輻射源的芯片化開辟了途徑。 =bgu2#%Z  
切倫科夫輻射是一種當(dāng)帶電粒子運動速度大于介質(zhì)中的光速時產(chǎn)生的電磁輻射。2017年，課題組在《自然·光子學(xué)》（Nature Photonics）首次報道了無閾值（極低電子能量激發(fā)的）切倫科夫輻射。此后，多項理論和實驗研究了紫外至可見光波段無閾值切倫科夫輻射現(xiàn)象和器件，但直接實驗觀察無閾值切倫科夫輻射仍限于可見光-近紅外波段。本研究工作首次將無閾值切倫科夫輻射拓展到太赫茲頻段，觀測到自由電子在寬頻譜范圍產(chǎn)生的太赫茲無閾值切倫科夫輻射現(xiàn)象。 \LbBK ~l-I  
太赫茲波是指頻率處于0.1-10THz頻段（微波和紅外光波之間）的電磁波，在通信、探測和遙感等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。自由電子太赫茲輻射源利用真空中飛行的自由電子產(chǎn)生太赫茲輻射，傳統(tǒng)裝置和器件包括自由電子激光和各類電真空管。由于其電子發(fā)射、強聚焦磁場、電磁波輻射等結(jié)構(gòu)較大，傳統(tǒng)自由電子太赫茲源尺寸從數(shù)十厘米至數(shù)十米量級。此外，由于真空器件結(jié)構(gòu)通常難以調(diào)節(jié)，自由電子太赫茲源的調(diào)諧能力通常較弱。目前，仍未有兼顧小器件尺寸和寬譜連續(xù)調(diào)諧性的自由電子太赫茲輻射源報道。 nP5T*-~