空间微波技术学术著作丛书：太赫兹光谱与成像 [Terahertz Spectroscopy and Imaging] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[芬] Kai-Erik，Peiponen，[英] J.Axel，Zeitler，[日] Makoto ... 著，崔万照，李韵，刘长军 等 译

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• 太赫兹光谱学
• 太赫兹成像
• 微波技术
• 电磁波
• 光谱分析
• 成像技术
• 材料科学
• 物理学
• 光学
• 无线通信

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118107074

版次：1

商品编码：11992027

包装：平装

丛书名： 空间微波技术学术著作丛书

外文名称：Terahertz Spectroscopy and Imaging

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：592

字数：665000

正文

内容简介

　　《空间微波技术学术著作丛书：太赫兹光谱与成像》覆盖了太赫兹科学技术的众多主题，重点针对*有前途的太赫兹光谱与成像等重要应用方向。内容涉及太赫兹基础理论、物质与太赫兹波作用机理、太赫兹光谱学、太赫兹的成像应用及信号处理等。
　　《空间微波技术学术著作丛书：太赫兹光谱与成像》既可以作为高等院校微波技术等专业的本科生和研究生教材，帮助刚跨入太赫兹领域开展学习与研究的初级研究人员，也可以供相关领域的工程技术人员参考。

内页插图

目录

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
……
第4章 采用平面和汇聚波束传递函数确定复折射率
第5章 太赫兹散射
第6章 太赫兹辐射的相空间处理
第7章 晶体材料振动模式分布的计算方法
第8章 晶体和非晶固体的太赫兹光谱学
第9章 生物分子和液体的太赫兹光谱学
第10章 太赫兹频段的泵浦-探测光谱学
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
第12章 液晶及其在太赫兹频率范围的应用
第13章 聚合物太赫兹光谱学
第14章 非线性太赫兹光谱学
第15章 太赫兹近场成像
第16章 生物医学成像
第17章 太赫兹层析成像
第18章 太赫兹成像工业应用
第19章 毫米波和太赫兹成像在安防中的应用
第20章 艺术作品的表征
第21章 太赫兹等离子体结构
第22章 超材料
第23章 关联电子固体中的太赫兹控制：源和应用
希腊字母符号
符号
专业词汇缩写

前言/序言

　　时至今日，仍然没有普遍认可的太赫兹（THz）辐射频率上下限的定义。太赫兹光谱高频与远红外频谱重叠，低频与微波频段重叠。一些作者将0.1-1.0mm波长范围作为太赫兹辐射，而其他作者将太赫兹辐射范围扩展至波长30μm之短。因此，术语指的是电磁频谱中相对窄的部分。尽管频谱如此狭窄，太赫兹辐射与其他频谱，例如，可见光共同在技术和生命科学的基础研究中发挥着极其重要的作用。虽然没有人质疑辐射，例如，可见光研究的重要性，但迄今为止有关太赫兹辐射的研究仍然比较模糊。
　　毋庸置疑，太赫兹光谱研究飞速发展的主要原因是超快激光器的进步和20世纪70年代Auston开关的发明。这些促进了20世纪90年代早期新一代分光计的诞生，该分光计能够以前所未有的便利性和敏感性产生和检测相干太赫兹辐射的脉冲。直到今天，太赫兹光谱和成像的大多数研究仍然使用时域分光计。虽然本书主要关注太赫兹时域光谱仪（Terahertztime-domainspectroscopy，THz-TDS），但是其他技术如远红外频谱仍然非常重要，我们也在适当之处讨论和提及。本书大体上分为3个部分：前7章介绍了太赫兹光谱的技术和基础物理学；接下来的13章详细论述了太赫兹辐射如何广泛用于研究材料；最后3章指出了包括太赫兹频段物理学在内的太赫兹领域诱人的未来。由于篇幅所限，本卷略去了对气体光谱学的深入讨论和涉及天文学和天体物理学的内容。
　　我们非常荣幸地邀请到了一些太赫兹领域的著名专家编写了本书的许多章节。我们的目标是提供代表性的论著针对太赫光频谱和成像研究的现状进行概述。太赫兹光谱研究已经发展为一个非常活跃的学科，我们希望本书能够为从事太赫兹研究的新科研人员提供资料收集的帮助，也为多年从事太赫兹研究的学者提供一本实用的参考书。

空间微波技术学术著作丛书：太赫兹光谱与成像 本书简介 本卷《空间微波技术学术著作丛书：太赫兹光谱与成像》深入探讨了太赫兹（Terahertz, THz）波段的科学原理、关键技术、以及在多个前沿领域的应用。太赫兹波，频率介于电磁波谱中的红外和微波区域之间，具有独特的物理特性，使其成为连接传统微电子学和光子学的重要桥梁，并在材料科学、生物医学、安全检测和遥感等领域展现出巨大的潜力。 本书旨在为相关领域的科研人员、工程师、高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且具有前瞻性的参考资料。内容涵盖了从基础理论到尖端实验技术的广泛知识体系，力求在理论深度和工程实践之间取得平衡。 --- 第一部分：太赫兹波基础理论与产生技术 本部分奠定了理解太赫兹技术的基础，详细阐述了该波段电磁波的独有性质及其在不同介质中的传播特性。 第一章：太赫兹波的电磁特性 详细分析了太赫兹波的波长范围（约30微米至3毫米）所带来的独特优势与挑战。重点讨论了太赫兹波与物质相互作用的机制，特别是其与分子振动、转动能级相关的光谱特征。不同于红外或微波，太赫兹波能够穿透许多非极性材料（如塑料、纸张、干燥的织物），但在高湿度环境下衰减显著，这种特性是设计检测系统的关键考量因素。同时，本章也深入探讨了太赫兹波的偏振特性及其在各向异性材料分析中的应用。 第二章：太赫兹波的产生与探测 本章聚焦于当前主流的太赫兹源和探测技术。 光源技术： 详细介绍了基于半导体激光器泵浦的非线性光学过程（如：光导天线激发、表面等离子体共振增强的二次谐波/和频产生）产生超宽带、超短脉冲太赫兹辐射的方法。对量子级联激光器（QCLs）在窄带、高功率太赫兹源方面的最新进展进行了评估，特别是其在锁定频率和提高信噪比方面的优势。 探测器技术： 深入剖析了时域光谱（THz-TDS）中使用的光电导天线（PCA）和基于非线性晶体的电光采样（EOS）技术的工作原理、灵敏度极限和时间分辨率。对于连续波（CW）系统，则重点讨论了热电弓（Bolometers）和温变元件（TDS）在实际应用中的性能表现和噪声抑制策略。 第三章：太赫兹波的传输与系统设计 讨论了在实际应用中，如何克服太赫兹波的传播损耗问题。内容包括：波导传输（如矩形波导和光纤耦合方案）、自由空间光学传输中的准直与聚焦技术，以及如何利用新型材料（如超材料结构）设计高效的波束控制元件，例如太赫兹透镜和反射镜的优化设计。 --- 第二部分：太赫兹光谱学原理与技术 本部分专注于利用太赫兹波的频率选择性吸收和散射特性，对物质的分子结构和组分进行识别和定量分析。 第四章：太赫兹吸收光谱学 详细阐述了太赫兹波谱在识别有机分子和生物大分子中的作用。重点分析了水合物、晶体药物（晶型）、聚合物添加剂等物质的特征吸收峰。本章提供了先进的化学计量学方法，用于从复杂的太赫兹吸收谱线中反演物质的浓度和介电常数。 第五章：太赫兹时间域光谱（THz-TDS）分析 系统地介绍了如何利用时域数据进行频域分析。内容包括傅里叶变换的应用、群速度色散（GVD）的校正技术，以及如何通过分析脉冲的延迟和形状变化来精确测量材料的折射率和损耗因子。特别关注了对薄膜材料和界面效应的表征方法。 第六章：太赫兹拉曼散射与非线性光谱 探讨了太赫兹频率范围内的散射现象。拉曼光谱在太赫兹波段通常称为低频拉曼散射，用于研究晶格振动、声子模式和磁振子。同时，也对太赫兹频率下的二次谐波产生（SHG）和高阶非线性效应进行了理论建模，这些非线性响应对于探索材料的对称性破缺至关重要。 --- 第三部分：太赫兹成像与应用前沿 本部分将理论和光谱技术转化为实际的成像和检测系统，并探讨了当前最活跃的研究方向。 第七章：太赫兹成像系统原理 全面介绍不同类型的太赫兹成像模式。 扫描成像系统： 讨论了近场与远场成像的差异，以及机械扫描系统（如机械振镜扫描）的设计与校准。 实时成像系统： 重点介绍基于焦平面阵列（FPA）的太赫兹相机技术，包括制冷型探测器和室温工作型探测器的性能对比。 合成孔径太赫兹（SA-THz）成像： 阐述了如何通过运动或阵列技术实现超越物理孔径限制的高分辨率成像。 第八章：太赫兹在安全与无损检测中的应用 本章侧重于太赫兹波在穿透非金属障碍物方面的优势。深入分析了其在： 违禁品检测： 识别隐藏在衣物或包装下的爆炸物、液体或塑料武器的成像算法。 工业无损检测（NDT）： 用于检测复合材料内部的缺陷（如分层、孔隙），以及涂层厚度的精确测量。 第九章：生物医学太赫兹技术 探讨了太赫兹波在生命科学领域的独特作用，特别是由于生物组织中水含量差异导致的显著吸收变化。内容包括： 组织表征： 利用太赫兹波区分正常组织与病变组织（如皮肤癌、乳腺癌）的介电特性差异。 细胞与分子水平研究： 探讨太赫兹光谱对蛋白质折叠、DNA结构变化的灵敏度。 微创手术引导： 概念性地介绍了实时太赫兹成像在术中边界识别中的潜力。 第十章：遥感与环境监测 本章关注太赫兹波在远距离探测中的应用潜力。 大气遥感： 讨论大气中温室气体（如水蒸气、臭氧）的特征吸收线，以及如何利用高分辨率太赫兹接收器进行痕量气体监测。 星载与机载太赫兹系统： 探讨了克服大气衰减和地面噪声对遥感性能影响的设计策略，以及在气象学和气候变化研究中的应用案例。 --- 本书的编写力求严谨的学术性，同时提供清晰的图表和实例分析，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”，为太赫兹技术领域的持续创新提供坚实的理论和技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本《太赫兹光谱与成像》的题目本身就极具吸引力，它触及了一个在当今科技浪潮中正冉冉升起、却又尚未被大众广泛熟知的领域。作为一名对科学探索充满热情的普通读者，我期待这本书能够像一位循循善诱的老师，用清晰易懂的语言，将太赫兹波这个“神奇”的电磁波段的奥秘娓娓道来。我好奇它会如何解释太赫兹波的独特性质，为何它能够穿透非金属、非极性物质，却又能被许多有机物和水分子有效吸收？书中关于“光谱”的部分，我希望它能揭示不同物质在太赫兹波段的“指纹”，这种指纹是如何形成的，又如何被用来识别和分析物质的成分？而“成像”部分，则更加引人遐想，它是否意味着我们能够“透视”物体，看到其内部的结构，识别出隐藏的危险，甚至绘制出看不见的生物分子分布图？这本书，对我而言，不仅仅是一本学术著作，更像是一扇通往未知世界的大门。它将引领我穿越科学的边界，去理解那些曾经只存在于科幻小说中的技术，如何一步步地变为现实，为我们的生活带来颠覆性的改变。我期待它能激发起我更深层次的思考，让我对科技的力量有更宏观、更具前瞻性的认识。

评分☆☆☆☆☆

从书名上来看，这本《空间微波技术学术著作丛书：太赫兹光谱与成像》似乎是在为我们描绘一幅关于“看见”的全新图景，只不过这次“看见”的尺度和维度，远超我们日常的感知。我对于“太赫兹光谱”部分充满了好奇，想象着那些肉眼无法直接探测的分子振动、晶格振动，如何在太赫兹波的激发下，展现出各自独特的光谱“签名”。这是否意味着我们能够以前所未有的精度，去识别和区分那些外观相似但本质不同的物质？书中对不同光谱技术原理的阐述，以及它们在应用中所能达到的灵敏度和分辨率，想必是本书的核心内容之一。而“成像”的部分，更是让我对它的应用前景充满了期待。在无损检测领域，它如何穿透材料的内部，揭示隐藏的裂纹、空隙或者异物？在生物医学领域，它又如何能够“看见”细胞的细微结构，甚至监测到疾病早期的微小变化？我设想书中会包含大量精美的图像，它们是太赫兹技术“捕获”的物质世界，或许在这些图像中，我能找到解答我心中关于物质世界本质的疑问，亦或是启发我思考更多关于科技如何重塑我们认识世界方式的命题。这本书，在我看来，是一份对未来探测与感知技术的深度探索，它预示着一个更加清晰、更加细致的科学认知时代即将到来。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的出现，对于我们这些身处相关领域边缘，但又对核心技术充满渴求的研究者来说，无疑是一份宝贵的资源。我之所以如此期待，是因为我一直觉得太赫兹技术存在着巨大的尚未被充分挖掘的潜力，而这本书的题目恰好精准地切中了这一“潜力股”。从“光谱”到“成像”，这是一个从“识别”到“可视化”的飞跃，意味着我们可以从微观的分子振动信息，上升到宏观的物质分布和结构成像。我设想书中会详细阐述各种太赫兹光谱测量技术，比如透射、反射、时域、频域等，以及它们各自的适用场景和局限性。更重要的是，关于“成像”部分，我希望看到关于不同成像算法的介绍，例如傅里叶变换、层析成像，甚至是新兴的机器学习辅助成像方法。这些技术如何能够将微弱的太赫兹信号转化为清晰的图像，是决定其应用价值的关键。同时，我也期待书中能提供一些实际应用的案例研究，比如在食品安全检测中识别污染物，在安检领域穿透衣物探测违禁品，甚至是在天文观测中捕捉宇宙深处的神秘信号。这本书，在我眼中，是连接基础理论与实际应用的一座坚实桥梁，它将帮助我更好地理解太赫兹技术如何从实验室走向广阔的现实世界，为我的研究方向提供新的灵感和思路。

评分☆☆☆☆☆

一本厚重的学术著作摆在面前，封面上的“太赫兹光谱与成像”几个字，瞬间就勾起了我对这个新兴而充满魅力的领域的好奇心。尽管我本人并非直接从事这方面的研究，但作为一名对前沿科学技术抱有浓厚兴趣的读者，我对这类能够深入浅出、条理清晰地介绍某个学科核心概念和最新进展的著作总是充满期待。想象一下，那些隐藏在电磁波谱中的“太赫兹空隙”，承载着怎样的秘密？这本书，仿佛一把钥匙，将带领我们穿越物质的层层迷雾，去探索那些肉眼不可见、传统光谱技术难以触及的奥秘。它或许会像一位技艺精湛的向导，为我们揭示太赫兹波的独特性质，以及它在不同物质相互作用时所展现出的精妙光谱特征。更令人兴奋的是，书中关于“成像”的部分，这是否意味着我们能够“看见”那些原本不可见的事物？比如，在无损检测领域，它如何穿透材料的表面，揭示内部的缺陷；在生物医学领域，它又如何勾勒出细胞、组织的细微结构，辅助疾病的早期诊断？这本书的篇幅暗示着内容的深度和广度，我期待它能以严谨的学术态度，融合理论推导与实验验证，呈现出太赫兹技术从基础原理到实际应用的完整图景，为非专业读者打开一扇理解前沿科技的大门。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本书，首先映入眼帘的是其严谨的编排和丰富的图表，足以见得编著者在知识体系构建上的深厚功力。虽然我可能无法逐字逐句地理解每一个复杂的公式推导，但那些精心设计的示意图和实测数据图，却以一种直观的方式，将抽象的理论概念具象化。我尤其对书中关于太赫兹波与物质相互作用的章节感到着迷。光是想象一下，不同分子在太赫兹波的照射下，会以何种独特的方式“回应”，那种“签名”式的光谱信号，就足以让人惊叹物质世界的精妙。书中对不同探测器的工作原理、不同成像技术的优劣势的详细对比分析，更是让我看到了这门技术在发展过程中所经历的探索与突破。它并非一蹴而就，而是汇聚了无数科研人员的智慧结晶。我好奇书中是否会提及一些标志性的实验装置，那些构建了太赫兹世界观测网络的“眼睛”，它们如何克服噪声、提高信噪比，如何实现高空间分辨率和高光谱分辨率的协同？这本书，在我看来，更像是一次穿越太赫兹波应用边界的知识远征，它不仅提供了理论的基石，更铺设了通往无限可能的未来应用之路，让我得以窥见科技进步的澎湃动力。

评分☆☆☆☆☆

很好，很快，价格实惠

评分☆☆☆☆☆

挺好的书，值得好好阅读

评分☆☆☆☆☆

我有英文版。这本书翻译得不忍直视，简直就是垃圾！第19章是我的领域，那个翻译水平，真是呵呵，语句不通我就忍了，专业词汇的翻译完全就是个外行！这我也忍了，但是有的地方理论都说错了，连谷歌翻译都不如。崔万照老师，呵呵。能不能让专业一点的学生帮忙翻译，翻译完了挂上您的名字，您不用负责的吗！？？？好歹是航天集团的，这样对得起原作者吗？

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物流快速，品质上乘，价格优惠！

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物流速度快！！！！！！！

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挺好的书，值得好好阅读

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