太赫兹技术发展展望
1 太赫兹波简介
1.1 太赫兹波发现
按传统的分类形式，电磁波分成无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线等。随着对电磁波的深入研究，人们发现在电磁波谱中还有一个很特殊的位置，如图1.1所示。
这就是太赫兹波即THz波（太赫兹波）或称为THz射线（太赫兹射线），是从上个世纪80年代中后期，才被正式命名的，在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03到3mm范围，介于微波与红外之间。实际上，早在一百年前，就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到这一波段，红外光谱到达9um（0.009mm）和20um（0.02mm），之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间，远红外技术取得了许多成果，并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少，主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制，因此这一波段也被称为THz间隙。随着80年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术，THz技术得以迅速发展，并在实际范围内掀起一股THz研究热潮。
1.2 太赫兹波的特点
目前，国际上对太赫兹辐射已达成如下共识，即太赫兹是一种新的、有很多
独特优点的辐射源；太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。
（1）量子能量和黑体温度很低：
Wave number Wavelength Frequency Energy Blackbody Temp.
1cm-110mm30GHz120μeV 1.5K
10cm-11mm300GHz 1.2meV15K
33cm-1300μm1THz 4.1meV48K
100cm-1100μm3THz12meV140K
200cm-150μm6THz25meV290K
670cm-115μm20THz83meV960K
（2）许多生物大分子，如有机分子的振动和旋转频率都在THz波段，所以在THz波段表现出很强的吸收和谐振。
（3）THz辐射能以很小的衰减穿透物质如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等，因此可用其探测低浓度极化气体，适用于控制污染。THz辐射可无损穿透墙壁、布料，使得其能在某些特殊领域发挥作用。
（4）THz的时域频谱信噪比很高，这使得THz非常适用于成像应用
（5）带宽很宽（0.1—10T）Hz。
（6）很短的THz脉冲却有着非常宽的带宽和不同寻常的特点。
在我国未来的太空研究和探月计划中, THz波也可以提供包括星球表面特性和极区辐射特性的诸多重要信息。综上所述, THz科学不仅是科学技术发展中的重要基础问题,又是国家新一代信息产业、国家安全以及基础科学发展的重大需求,对国民经济以及国防建设具有重大的意义。与此相适应,世界各国都对THz波的研究给予极大的关注,并部署了多个重大的国家级以及国际合作研究计划,取得了一些突破性的成果,有些已具有实用价值。另一方面,国内在THz 研究的理论和实验方面也取得了一些重要成果,在国际上产生了一定的影响,为我国THz技术的研究和发展打下了扎实的基础。
2 太赫兹波研究现状
2.1 国外的THz研究现状
由于THz所处的特殊电磁波谱的位置，它有很多优越的特性，有非常重要的学术和应用价值（有的已处于实用），使得全世界各国都给予极大的关注。美国、欧州和日本尤为重视。
1）在美国包括常青藤大学在内有数十所大学都在从事THz的研究工作，特别是美国重要的国家实验室，如
LLNL，LBNL，SLAC，JPL，BNL，NRL，ALS，ORNL等都在开展THz 科学技术的研究工作。美国国家基金会(NSF)、国家航天局(NASA)、能源部(DOE)和国家卫生学会(NIH)等从90年代中期开始对THz科技研究进行大规模的投入。
2）英国的Rutherford国家实验室，剑桥大学、里兹大学、Strathclyde等十几所大学，德国的KFZ，BESSY，Karlsruhe，Cohn，Hamburg及若干所大学，都积极开展THz研究工作。欧洲国家还利用欧盟的资金组织了跨国家的多学科参加的大型合作研究项目。在俄国国家科学院专门设立了一个THz研究计划，IAP，IGP及一些大学也都在积极开展THz研究工作。
3）在亚洲国家和区域，韩国国立汉城大学、浦项科技大学、国立新加坡大学、台湾大学、台湾清华大学等都积极开展THz研究工作，并发表了不少有分量的论文。
4）日本于2005年1月8日，公布了日本国十年科技战略规划，提出十项重大关键技术，将THz列为首位。东京大学、京都大学、大阪大学、东北大学、福井大学以及SLLSC，NTT Advanced Technology Corporation，etc．等公司都大力开展THz的研究与开发工作。
可见，目前已经在全世界范围内形成了一个THz技术研究高潮。
2.2 我国的THz研究现状
目前我国的THz研究也在国内, THz科学技术受到政府机构和各科研院校的高度关注。国家科技部、国家自然科学基金委员会等都给予了一定的支持。
特别是2005年以太赫兹科学技术为主题的第270次香山科学会议的召开,大大推动了我国THz科学技术的研究。针对国际上的研究瓶颈问题,我国在THz源、探测、成像应用以及传输等领域的理论和实验研究上形成了自己的研究特色,并取得了一些重要成果。
中科院物理所于20世纪90年代初期就建立了国内第一台时域光谱测量系统,是国际上较早开展THz研究的单位之一。近年来在超强THz脉冲的产生、THz脉冲的传播和THz波在瞬态光谱分析中的应用等方面开展了卓有成效的研究工作。在THz脉冲产生方面,他们发现,利用飞秒激光脉冲和等离子体相互作用中的激光脉冲静电尾波场,通过模式转换可以得到兆瓦级高功率的THz辐射[ Phys . Rev .Lett . , 94, 095003 (2005) ]。这种强THz的实现,将使人们对THz 光谱的研究进入非线性领域。他们还发现超短强激光脉冲在大气中传播时,从其形成的等离子体通道内也可以产生THz辐射。
中科院上海微系统与信息技术研究所和上海交通大学自1996年起在国内较早地开展了THz物理与器件方面的研究工作。在国际上率先成功发展了THz 辐照下的半导体输运平衡方程方法,深入细致地研究了THz辐射与半导体微结构的相互作用规律,对THz2 QCL的基本科学问题进行了深入细致的研究,并与加拿大科学家合作研制了THz2 QCL原型器件。目前在国内实验室已成功完成THz2 QCL的理论设计和性能模拟,以及器件的材料生长工作,采用自行生长的THz2 QCL材料,在国外流片上制备的THz2 QCL器件已经实现激射,其频率为3.4THz。进一步的研究目标是拓展辐射频率范围、提高工作温度和输出功率。该研究既属于学术前沿,又属于信息领域的重大需求。
南开大学现代光学研究所通过多年的学科建设,已经建立了“飞秒激光创新研究平台”和“光纤光学研究平台”,在这两个研究领域具有良好的研究基础和实验条件。他们并基于飞秒激光创新研究平台,在国际上率先开展了飞秒激光烧蚀推进、飞秒激光诱导空气电离显微成像以及超短脉冲激光在微细加工过程中热与非热两种不同作用的探索性实验研究。在光纤激光器研制方面,南开大学现代光学研究所是国内最早从事大功率双包层光纤光子器件及其关键技术研究的单位,已经出色完成了国家973计划项目、国家自然科学基金重点项目以及国家863计划项目各1项。这些研究基础和设备条件为进一步开展THz
源方面的研究工作创造了条件。
中科院西安光学精密机械研究所也开展了基于光学技术的大功率THz源研究,主要包括研制了集成THz发射器和可饱和布拉格反射器( S BR)的腔内型THz2I R双色辐射源,利用光参量差频技术产生大功率的THz辐射,以及基于全光纤激光器的THz产生技术,并开展了光激半导体量子结构中的THz动力学过程研究。
西安理工大学提出了用非线性光电导方法产生THz电磁辐射的方案。其突出的优点是:利用光激发电荷畴的猝灭模式形成GaAs光电导天线具有的非线性雪崩电导。利用非线性光电导效应,每个入射光子可以产生103—105个电子空穴对,这种载流子的雪崩倍增效应使得在飞秒激光触发下,大幅度增强偶极天线辐射THz波的功率。
国内还有很多大学及科研院所在从事太赫兹技术的研究，如北京师范大学在太赫兹方面的研究取得一定的成果，还有清华大学、东南大学、北京科技大学、北京理工大学等大学都已开始加入到太赫兹的研究行列中，并取得了一定进展，随着时间的推进，政策的倾向，太赫兹的研究定将取得更大的成果。
3 太赫兹技术典型应用
3.1 太赫兹技术在医疗系统的应用
生物分子整体结构与它们在THz波段光谱性质的高度相关性是THz—TDS 技术应用于生物体系研究的重要微观基础。生物分子对THz辐射的响应主要来自于由大分子的构型和构像决定的集体振动模，这种集体振动模反映分子的整体结构信息。THz—TDS技术可以给出分子的振动吸收谱，提供比传统光谱技术更为丰富的分子表征信息。此外，利用THz—TDS技术还可对蛋白质等易于变性大分子在特定生理过程或其他相互作用过程中发生的构像变化过程进行动态分析。
牙科应用——龋齿是常见的一种口腔疾病，早期发现和治疗可以阻止龋齿恶化，还可恢复牙齿的形态及功能。但早期龋肯矿物质减少并不明显，通过临床段x射线摄片较难诊断“。。THz渡作为一种更敏感的成像方法呵以发现早期龋齿。
它不仅能准确测试出牙损坏的位置和程度。还可区升牙质和牙釉质，获得牙齿的立体图像。Crawley等“o利用THz射线对牙齿进行了体外研究，结果发现龋齿对THz渡的吸收与正常牙齿差异对比卓为1：2．而x射线仅为2蹦。因此，THz 披填补了x射线和医生肉服(可见光)之间的重要空白，有望成为牙科x射线的替代物。
研究表明，THz渡有望成为术前评价皮肤癌边界、浸润深度的重要工具。Woodward等“”二使用TPI技术对基底细胞癌患者进行了俸内、外研究。结果发现．通过THz波成像，癌组织、炎症组织及健康组织分别开来。THz仅能穿透皮肤F儿毫米的地方。迄今为止，THz射线在医学r的廊用还停留在袁皮附近的组织。但成人癌症的85“。包括皮肤病、乳腺癌、食管癌、结肠癌、膀胱癌、前列腺癌等．部是南上皮组织发生，因此研究人员认为使用TIk挫可能检测到这些癌症。
从右部的照片显示，基底细胞癌。临床照片太赫兹脉冲图像（TPI），这表明在肿瘤深度为100祄，突出红色，由于高的THz吸收相匹配。
太赫兹波技术还有望取代X射线应用到透射检查领域，也有希望应用于CT 检查，这样由于太赫兹的低能量性对人产生很小的危害，有效的保护了参检人员的身体健康安全。
图3.1 癌细胞太赫兹脉冲图像
匈牙利国立佩奇大学（theUniversityofPécs）的科学家们已成功的找到了一种能产生超短、高能太赫兹脉冲的方法。目前，他们十分自信的表示，他们完全有可能将这些脉冲电场值提升到100，这势必会让太赫兹科技进一步发展，并参与更多、更新领域的应用，比如从癌症治疗到半导体研究。
采用离子光束用于治疗癌症的辐射治疗被称为粒子治疗，或者更准确的说应
该是强子疗法。其工作原理就是通过高能强子光束，如质子或离子，对癌细胞进行照射，以达到消灭病灶的目的。为什么离子光束比X射线或Gamma射线在癌症治疗上更有优势？主要原因是因为它们不同的吸收特性。离子光束仅仅能被人体组织内部较深部分所吸收，除此以外，其它部分的组织均不受影响。而Gamma 射线则符合指数衰减规律，因此它对于表层的细胞作用更大，从而往往伤害肿瘤外层的健康组织。
应用高场能太赫兹脉冲技术来进行癌症治疗，目前佩奇大学的研究人员已经在这一领域申请了一些专利。希望今后的研究能进一步深入，让全世界的更多的癌症病患减轻痛苦，早日康复。
3.2 太赫兹技术在安全检查系统中的应用
现在大多数安检地方使用的都是红外线安检仪，而且不能应用于人体检查，对于人体检查只能使用手持安检仪或徒手安检，这样效率很低而且准确又不是很高。随着自由电子激光器和超快技术的发展，为太赫兹脉冲的产生提供了稳定可靠的激发光源，太赫兹成像技术主要在两个方面开展研究，逐点扫描大赫兹成像技术和远红外焦平面阵列的太赫兹成像技术，目前已取得了一些进展，最佳效果已达到对几十米远的人物进行了太赫兹成像拍摄，现在正研究加大太赫兹射线功率，期望对数百米外的人物进行太赫兹成像，以满足军方和反恐的要求。
据报道，中国电科技38所研发的太赫兹安检技术已取得关键性进展，首台样机即将于年内面世。太赫兹安检技术将主要应用于机场、海关、地铁、文化遗产等重要建筑物以及大型活动现场的安全检查，可以快速准确地检测出是否有人携带武器、毒品、爆炸物等违禁品，有效保障大众的生命财产安全。下图是一名"恐怖分子"身体藏枪通过太赫兹安检仪安检效果如图3.2所示。
太赫兹安检仪对人体的伤害是X设计的几千分之一，所以几乎对人体不造成伤害，美国运输安全管理局计划3年内全国普及太赫兹安检仪，欧洲则已经逐步展开全面禁止用X射线扫描人体的计划，大量部署太赫兹安检仪。在国内机场，我们暂时还无法看到太赫兹安检仪，不过在接受《第一财经周刊》采访时，首都师范大学太赫兹实验室的相关负责人透露，目前原型机已经制造完毕，预计2013年会有第一批商用产品投入市场。
图3.2 太赫兹安检效果图
3.3 太赫兹在通讯领域的应用
THz波介于微波与远红外光之间，处于电子学向光子学的过渡领域，它集成了微波通信与光通信的优点，同时相比较2种现有通信手段，THz波表现出了一些特有的优良性质。
相比较于微波通信而言：
1)THz通信传输的容量大，THz波的频段在108～1013 Hz之间，比微波通信高出l～4个数量级，可提供高达10 Gb／s的无线传输速率，比当前的超宽带技术快几百甚至上千倍；
2)2)THz波束更窄，方向性更好，可以探测更小的目标以及更精确地定位；
3)THz波具有更好的保密性及抗干扰能力；
4)由于THz波波长相对更短，在完成同样功能的情况下，天线的尺寸可以做得更小，其他的系统结构也可以做得更加简单、经济。
相比较于光通信而言：
1)THz光子能量低，只有10～eV，这大概是光子能量的1／40，因此，相比于光通信而言，能量效率更高；
2)THz波具有很好的穿透沙尘烟雾的能力，因此可以在大风沙尘以及浓烟等恶劣环境下进行正常通信工作。当然，如图3.3所示，THz波在通过大气时，水蒸气等导致的强吸收使得其效率较低，以及在目前的THz源中相对低的发射功率会给太赫兹通信带来明显的不利。但是，随着高功率THz光源、高灵敏度的探测
技术及高稳定性的系统日益突破，占有很多独特优势的太赫兹通信必将指日可待。
图3.3太赫兹波普范围大气衰减图
据估计太赫兹带宽会让移动电话快1000倍，忘掉3G和4G吧！事实上，一块忘记吉赫兹频率吧---匹兹堡大学的研究者说他们已经成功地设计了一种千倍速度传输数据的方法。
这个由匹兹堡大学Kenneth P.Dietrich艺术与科学学院的物理化学教授Hrvoje Petek领导的小组，成功地研发了一种他们称之为“频率梳”的器件，并宣称“它通过在半导体硅晶体中激励相关原子团而可以产生超过100太赫兹（THz）的带宽”。
频率梳是通过“单色光射入空间均匀的光谱线”而产生的。
这意味着Petek和他的同事研制了一种理论上可以在太赫兹频率范围内将数据传输到诸如手机和电脑等装置中去的结构---而且在实验过程中还发现发射光在15.6THz频率处反射光的振荡。这项研究已出版于3月4号的自然光学期刊上，并总结成文于匹兹堡大学的网站上。
Petek说他们的团队发现了“太赫兹带宽的物理基础”，可能被用于平衡“红外线和微波之间的电磁波谱”，以比今天传统的带宽限制在吉赫兹内的无线电子技术快了几个数量级的速度来传输信号。
“与今天的技术相比，用这种带宽来调制光波的能力能够数千倍的增加信息的携带量”，Petek说道：“不用说，这是本领域中翘首企盼的一项重大发现”。
科学家们使用硅进行研究，硅是用来制造计算机处理技术核心半导体的材料。Petek说他的团队预期在实验中达到15.6THz的频率，这是“硅晶格下最高的原子机械频率”。
匹兹堡大学的研究者们实际上还有更高的追求，更确切地说，是更快的追求。通过研究电子的相干振荡，Petek和他的同事们相信他们能够在千兆频率范围内利用“轻物质互作用”，或者比他们已经得到的太赫兹振荡快1000倍的速度。这将对移动通信和网络传输领域带来一场跨时空的革命。
3.4其他应用
THz雷达：实际上也是成像的一种。鉴于大气中水分对THz射线的强吸收作用，所以近距离雷达是THz射线的优势所在。一个非常让人向往的应用是穿墙雷达和探雷雷达，当然也可以用于抗震救灾中遇难者的搜救，目前还处于研发阶段。这是由于墙壁，木材等材料对THz透过，而人体包含大量水分，不透过THz，因此可以透过墙壁侦查到屋内的人员的分布和活动，将反恐怖反绑架起到深远的影响，同理也可以用于废墟下人体的寻找。而探雷雷达是由于地雷一般在地表或地表附近，而干燥的泥土可以透过THz射线，而地雷将会把THz射线反射回来，从而可以发现目标。
天文学：在宇宙中，大量的物质在发出THz电磁波。炭、水、一氧化碳、氮、氧等大量的分子可以在THz频段进行探测。而这些物质在应用THz技术以前一部分根本无法探测而另一部分只能在海拔很高或者月球表面才可以探测到。
4结语
THz科学技术是重要的发展极其迅速的交叉学科前沿，世界各国都给予极大的重视。由于THz处于电磁波谱的特殊位置，它具有极重要的学术价值和独特的性质，从而使它具有非常重要的多方面的应用。THz科学技术发展至今不到30年，很多关键技术问题，如THz辐射源及THz检测技术等尚不够成熟。但是THz辐射的应用已在大力开展，并取得很多重要的成果。相关的THz成像和波谱技术也已经并正在快速的发展。随着THz科学技术及其应用的迅速发展，很多大学和研究机构的研究成果孵化出一批高科技产业正在推动新一代IT产业的兴起。
仪器技术前沿
——太赫兹技术发展展望
专业：仪器仪表工程
班级：硕1104
姓名：陈兆辉
学号：G2*******
电子技术的发展与展望 通信0908班王格林（09211202）孙玲瑶（09211200） 可以毫不夸张的说，人们现在生活在电子世界中。电子技术无处不在：近至计算机、手机、数码相机、音乐播放器、彩电、音响等生活常用品，远至工业、航天、军事等领域都可看到电子技术的身影。电子技术是十九世纪末，二十世纪初开始发展起来的新兴技术，它在二十世纪的迅速发展大大推动了航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术以及网络技术的迅速发展，因此它成为近代科学技术发展的一个重要标志。 一、电子技术定义： 电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括 Analog (模拟) 电子技术和 Digital (数字) 电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波、转换。 二、电子技术经历时代 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。从1950年起，电子技术经历了晶体管时代，集成电路时代，超大规模集成电路时代，直至现代经历了微电子技术时代，纳米技术，EDA技术，嵌入式技术等。 1、发展初期（电子管，晶体管时代） 起源于20世纪初，20世纪三十年代达到了鼎盛时期。第一代电子技术的核心是电子管。1904年，弗莱明制成了第一只电子二极管用于检测电波, 标志着电子时代的到来。过了不久，美国的德福雷斯特(Lee de Forest)在灯丝和极板之间加人了栅极，从而发明了三极管，并于1906年申请了专利。比起二极管，三极管有更高的敏感度，而且集检波、放大和振荡三种功能于一体。1925年，苏格兰的贝尔德公开展示了他制造的电视，成功地传送了人的面部活动，分辨率为30线，重复频率为每秒5帧。 然而，电子管体积大、笨重、能耗大、寿命短的缺点，使得人们迫切需要一种新的电子元件来替代电子管。飞速发展的半导体物理为新时代的到来铺平了道路。二十世纪二十年代，理论物理学家们建立了量子物理，1928年普朗克应用量子力学，提出了能带理论【能带理论（Energy band theory ）是讨论晶体（包括金属、绝缘体和半导体的晶体）中电子的状态及其运动的一种重要的近似理论。它把晶体中每个电子的运动看成是独立的在一个等效势场中的运动，即是单电子近似的理论；对于晶体中的价电子而言，等效势场包括原子实的势场、其他价电子的平均势场和考虑电子波函数反对称而带来的交换作用，是一种晶体周期性的势场】的基本思想，1931年英国物理学家威尔逊在能带理论的基础上，提出半导体的物理模型，1939年肖特基、莫特和达维多夫，建立了扩散理论。这些理论上的突破，为半导体的问世提供了理论基础。 1947年l2月23日，贝尔实验室的巴丁和布拉顿制成了世界上第一个晶体管——点接触三极管，这是世界上第一只晶体三极管，它标志着电子技术从电子管时代进入到晶体管时代迈开第一步。此后不久，贝尔实验室的肖克利又于1948年11月提出一种更好的结型晶体管的设想。到了1954年，实用的晶体管开发成功，并由贝尔实验室率先应用在电子开关系统中。与以前的电子管相比，晶体管体积小、能耗低、寿命长、更可靠，因此，随着半导体
电子封装技术发展现状及趋势 摘要 电子封装技术是系统封装技术的重要内容，是系统封装技术的重要技术基础。它要求在最小影响电子芯片电气性能的同时对这些芯片提供保护、供电、冷却、并提供外部世界的电气与机械联系等。本文将从发展现状和未来发展趋势两个方面对当前电子封装技术加以阐述，使大家对封装技术的重要性及其意义有大致的了解。 引言 集成电路芯片一旦设计出来就包含了设计者所设计的一切功能，而不合适的封装会使其性能下降，除此之外，经过良好封装的集成电路芯片有许多好处，比如可对集成电路芯片加以保护、容易进行性能测试、容易传输、容易检修等。因此对各类集成电路芯片来说封装是必不可少的。现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代，芯片特征尺寸不断缩小，必然会促使集成电路的功能向着更高更强的方向发展，这就使得电子封装的设计和制造技术不断向前发展。近年来，封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一，各种封装方法层出不穷，实现了更高层次的封装集成。本文正是要从封装角度来介绍当前电子技术发展现状及趋势。
正文 近年来，我国的封装产业在不断地发展。一方面，境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国，拉动了封装产业规模的迅速扩大；另一方面，国内芯片制造规模的不断扩大，也极大地推动封装产业的高速成长。但虽然如此，IC的产业规模与市场规模之比始终未超过20%，依旧是主要依靠进口来满足国内需求。因此，只有掌握先进的技术，不断扩大产业规模，将国内IC产业国际化、品牌化，才能使我国的IC产业逐渐走到世界前列。 新型封装材料与技术推动封装发展，其重点直接放在削减生产供应链的成本方面，创新性封装设计和制作技术的研发倍受关注，WLP 设计与TSV技术以及多芯片和芯片堆叠领域的新技术、关键技术产业化开发呈井喷式增长态势，推动高密度封测产业以前所未有的速度向着更长远的目标发展。 大体上说，电子封装表现出以下几种发展趋势：（1）电子封装将由有封装向少封装和无封装方向发展；（2）芯片直接贴装（DAC）技术，特别是其中的倒装焊（FCB）技术将成为电子封装的主流形式；（3）三维（3D）封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径；（4）无源元件将逐步走向集成化；（5）系统级封装（SOP或SIP）将成为新世纪重点发展的微电子封装技术。一种典型的SOP——单级集成模块（SLIM）正被大力研发；（6）圆片级封装（WLP）技术将高速发展；（7）微电子机械系统（MEMS）和微光机电系统（MOEMS）正方兴未艾，它们都是微电子技术的拓展与延伸，是集成电子技术与精密
一览泵阀英才网记者菲菲报道水环真空泵和水环压缩机是应用相当广泛的通用设备。紧紧跟随中国真空泵行业技术发展的潮流，准确把握真空泵技术的发展趋势是中国真空泵企业成长的基础。真空泵技术的发展一如其他产业的发展一样，是由市场需求的推动取得的。当今二十一世纪，以环保、电子等领域高科技发展及世界可持续发展为主所产生的巨大需求的背景下，对于包括泵行业在内的许多行业或领域都带来了技术的变革和飞速发展。 真空泵技术进展趋势技术发展的原动力在于市场的需求。由于真空技术领域的扩展和迅速成长的高新技术，国内真空泵市场对真空泵的技术水平提出了更高的要求。真空泵的生产企业必须通过技术创新和产品结构的调整两个途径来保住原有市场，进而继续扩大市场占有率。 (1)提高真空泵的可靠性，降低振动、噪声，注重真空泵的综合水平。过去的若干年，生产厂注重真空泵的主要性能指标，比如，极限压力、抽速等，而忽视真空泵的综合性能。而现在，产品的可靠性、性能的稳定性以及对环境不造成污染逐渐成为用户购买产品时考虑的主要因素。对于旋片泵、罗茨泵、滑阀泵等而言要将成熟的可靠性设计理念运用到真空泵的设计中，在可靠性设计、可靠性实验等方面下工夫，以大幅度提高真空泵的可靠性、稳定性和寿命，保证真空泵能够在各种工况下长期可靠的运行。同时通过采用新技术、新材料、新工艺、新结构来降低振动、噪声，解决泵的喷油、漏油问题，还用户一个清洁环保的工作环境。 (2)真空泵向个性化、多样化发展。企业面对的永远是变化的市场，而我们的真空泵产品却千篇一律的雷同。产品和市场的不衔接，使我们丢掉了许多机一览泵阀英才网用心专注、服务专业
会。真空泵的下一步发展应该面向个性化和多样化。所谓个性化和多样化就是针对不同用户的不同需求，设计针对某一用户的特定场合的产品，使产品在这一场合应用，其特性的发挥恰倒好处 (3)尽快形成分子泵和干泵的规模生产。真空泵根据预测，到2010年我国将成为世界上第二大半导体集成电路市场，总需求量约1000亿块，达到1000亿美元以上的总金额，需要建30多条大生产线才能满足需求。30条生产线所需干式真空泵大约15000台，是目前我国真空泵年产量的1／10左右。 国内目前真空获得设备仍然以传统的真空泵为主，主要为旋片真空泵、滑阀真空泵、罗茨真空泵、蒸汽流泵、水环真空泵等，且全部用于传统产业，我国生产的真空泵用于电子信息产业不足1％，与日本、欧美等国相比差距巨大。我国干式真空泵的生产处于刚刚起步阶段，在全国200多家生产真空泵的企业中，能够生产干式真空泵的企业不足10家，年产量不足1000台。没有形成批量生产 国内生产的干泵绝大多数用于实验室及化学、医药等领域，用于半导体行业的很少。国内飞速发展的电子信息产业没有有效的刺激国内干式真空泵发展，而却成为国际上真空工业发达国家的扩张之地。 国内建成的半导体集成电路生产线，几乎所有的干式真空泵(包括其它真空设备)均为进口，主要来自英国、日本、德国、美国等。国内生产的干式真空泵进入该领域十分艰难，使得干式真空泵这个未来真空获得设备的主导产品在我国处于十分困难的境地。造成此状况的主要原因为干式真空泵在我国的起步较晚，刚一起步即面临国外已经发展成熟的产品大量进入我国市场，国内产品除一览泵阀英才网用心专注、服务专业
微电子技术的发展历史与前景展望 姓名：张海洋班级：12电本一学号：1250720044 摘要：微电子是影响一个国家发展的重要因素,在国家的经济发展中占有举 足轻重的地位，本文简要介绍微电子的发展史，并且从光刻技术、氧化和扩散技术、多层布线技术和电容器材料技术等技术对微电子技术做前景展望。 关键词：微电子晶体管集成电路半导体。 微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支，它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子产业是基础性产业，是信息产业的核心技术，它之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关。 微电子学兴起在现代，在1883年，爱迪生把一根钢丝电极封入灯泡，靠近灯丝，发现碳丝加热后，铜丝上有微弱的电流通过，这就是所谓的“爱迪生效应”。电子的发现，证实“爱迪生效应”是热电子发射效应。 英国另一位科学家弗莱明首先看到了它的实用价值，1904年，他进一步发现，有热电极和冷电极两个电极的真空管，对于从空气中传来的交变无线电波具有“检波器”的作用，他把这种管子称为“热离子管”，并在英国取得了专利。这就是“二极真空电子管”。自此，晶体管就有了一个雏形。 在1947年，临近圣诞节的时候，在贝尔实验室内，一个半导体材料与一个弯支架被堆放在了一起，世界上第一个晶体管就诞生了，由于晶体管有着比电子管更好的性能，所以在此后的10年内，晶体管飞速发展。 1958年，德州仪器的工程师Jack Kilby将三种电子元件结合到一片小小的硅片上，制出了世界上第一个集成电路（IC）。到1959年，就有人尝试着使用硅来制造集成电路，这个时期，实用硅平面IC制造飞速发展.。 第二年，也是在贝尔实验室，D. Kahng和Martin Atalla发明了MOSFET，因为MOSFET制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的特点，集成电路可以变得很小。至此，微电子学已经发展到了一定的高度。 然后就是在1965年，摩尔对集成电路做出了一个大胆的预测：集成电路的芯片集成度将以四年翻两番，而成本却成比例的递减。在当时，这种预测看起来是不可思议，但是现在事实证明，摩尔的预测诗完全正确的。 接下来，就是Intel制造出了一系列的CPU芯片，将我们完全的带入了信息时代。 由上面我们可以看出，微电子技术是当代发展最快的技术之一，是电子信息产业的基础和心脏。时至今日，微电子技术变得更加重要，无论是在航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术或家用电器产业，都离不开微电子技术的发展。甚至是在现代战争中，微电子技术也是随处可见。在我国，已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业，微电子信息技术在我国也正受到越来越多的关注，其重要性也不言而喻，如今，微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志，微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。
太赫兹技术及其应用概述 来源：互联网 太赫兹技术（T-RAY）是指利用太赫兹波的技术,所谓的太赫兹科学，就是研究电滋波中的某一段，但这段电滋波能“看透”许多东西。100多年前，在红外天文学上人们曾提到太赫兹，但在科研和民用方面很少有人触及。在微波、可见光、红外等技术被广泛应用的情况下，太赫兹发展滞后的主要原因在于缺少探测器和发射源，直到近10几年，随着科研手段的提高，人们在这一领域的研究才有了较大发展。目前人类对太赫兹的研究已发展成为一个新的领域，研究太赫兹的单位也从20年前的3个发展到全世界的200多个。 太赫兹波指的是频率在0.1THz~10.0THz范围的电磁波。它具有很多优异的性质，被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一。太赫兹波谱学、太赫兹成像和太赫兹通信是当前研究的三大方向。在安全检查、无损探测、天体物理、生物、医学、大气物理、环境生态以及军事科学等诸多科学领域有着重要的应用。具有极高截止频率的肖特基二极管能够在室温下实现太赫兹波的混频、探测和倍频，是太赫兹核心技术之一；此外，在低损耗的衬底上实现太赫兹电路是太赫兹技术得以实现的基础。 太赫兹波是频率范围在0.1T至10THz(波长在3mm至30um)的电磁频谱，它介于毫米波与远红外光之间，是至今人类尚未充分认知和利用的频谱资源，有望对通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、安全检查等领域带来深刻变革。 太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高，所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时，由于太赫兹能量很小，不会对物质产生破坏作用，所以与X射线相比更具有优势。另外，由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段，因此太赫兹在粮食选种，优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中，其广袤的科学前景为世界所公认。 经过近十几年来的研究，国际科技界公认，THz科学技术是一个非常重要的交叉前沿领域。由于THz的频率很高（波长比微波小1000陪以上），所以其空间分辨率很高。又由于
真空感应熔炼技术的发展及趋势 随着现代工业技术的迅猛发展，人们对机械零件的使用要求越来越高，愈加严苛的使用环境对金属材料的耐高温，耐磨，抗疲劳等性能提出了更高的要求。对于某些特定的金属或合金材料，无论是前期研发试验还是后期的大批量生产投入使用，研究或得到高性能的金属合金材料都需要金属熔炼设备，表面热处理设备等的支持。在众多的特种加热或熔炼方法中，感应加热技术用于熔炼制备金属材料或在一定工艺中对材料进行烧结，热处理等，都起到了至关重要的作用。 1、真空感应熔炼技术 1.1、原理 感应加热技术通常是指真空条件下，通过电磁感应原理使感磁性较好的材料获得感应电流，达到加热的目的一种技术。电流以一定频率通过环绕在金属材料周围的电磁线圈，变化的电流产生感应磁场，并使得金属内部产生感应电流，并产生大量的热量，用来加热材料。当热量相对较低时可用于真空感应热处理等工艺，当热量较高时，产生的热量足以熔化金属，用来制备金属或合金材料。 1.2、应用 1.2.1、真空感应熔炼 真空感应熔炼技术是目前对金属材料加热效率最高、速度最快，低耗节能环保型的感应加热技术。该技术主要在感应熔炼炉等设备上实现，应用范围十分广泛。固态的金属原材料放入由线圈缠绕的坩埚中，当电流流经感应线圈时，产生感应电动势并使金属炉料内部产生涡流，电流发热量大于金属炉料散热量的速度时，随着热量越积越多，到达一定程度时，金属由固态熔化为液态，达到冶炼金属的目的。在此过程中，由于整个过程发生在真空环境下，因此，有利于金属内部气体杂质的祛除，得到的金属合金材料更加纯粹。同时冶炼过程中，通过真空环境以及感应加热的控制，可以调整熔炼温度并及时补充合金金属，达到精炼的目的。在熔化过程中，因为感应熔炼技术的特点，液态的金属材料在坩埚内部由于受到电磁力的相互作用，可以自动实现搅拌，使成分更加均匀，这也是感应熔炼技术的一大优势。 与传统的冶炼相比，真空感应熔炼节能，环保，工人作业环境好，劳动强度小，具有很大优势。利用感应熔炼技术，最终浇注的合金材料杂质更少，添加的合金比例更加合适，能够更加符合工艺对材料各性能的要求。 真空感应熔炼技术目前已经得到大规模的使用，从用于试验研究的几千克感应炉到用于实际生产的几十吨容量的大型感应炉，由于其操作工艺简单，熔化升温快熔炼过程容易控制，所冶炼金属成分均匀等优点，具有很大的应用前景，近些年得到了快速的发展。 1.2.2、真空感应烧结 真空烧结是指在真空度为(10～10-3Pa)的环境下将金属、合金或金属化合物粉末在低于熔点的温度下烧结成金属制品和金属坯。真空条件下烧结，不存在金属与气体间的反应，也没有吸附气体影响，不仅致密化效果好，而且可以起到净化和还原作用，降低烧结温度，和常温烧结比可降低100℃～150℃，节省能耗，提高烧结炉寿命和获得高质量产品。 对于某些物料需要通过受热借助原子迁移实现颗粒间的结合，而感应烧结技术在此过程中则起到了对其的加热作用。真空感应烧结的优点在于，真空条件下有助于减少气氛中的有害物质(水蒸气，氧气，氮气等其他杂质)，避免出现脱碳，渗氮，渗碳，还原，氧化等一系列反应。过程中降低孔隙内的气体量，减少气体分子的化学反应，同时在物料出现液相之前排除其表面的氧化膜，从而在材料熔化互相结合的时候使材料结合更致密，提高其耐磨性及强度。另外真空感应烧结对降低产品成本也具有一定的效果。 由于真空环境下，气体含量处于相对很低的状态，因此可以忽略热量的对流和传导，热量主
现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述
课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院：电气工程学院 姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言
电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］ 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件） 上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件） 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合
射电天文及太赫兹技术的应用与发展 目录： 1. 射电天文学的介绍； 2. 太赫兹波段的特点； 3. 太赫兹科学技术与应用发展； 4. 高度灵敏探测技术和超导技术的发展； 5. SMA及ALMA计划，后端频谱处理技术，南极天文台太赫兹望远镜计划介绍。 摘要：射电天文学理论认为由于地球大气的阻拦，从天体来的无线电波只有波长约1毫米到30米左右的才能到达地面，绝大部分的射电天文研究都是在这个波段内进行的。射电天文学以无线电接收技术为观测手段，观测的对象遍及所有天体：从近处的太阳系天体到银河系中的各种对象，直到极其遥远的银河系以外的目标。在宇宙中，大量的物质在发出THz电磁波。炭（C）、水（H2O）、一氧化碳（CO）、氮 （N2）、氧（O2）等大量的分子可以在THz频段进行探测。而这些物质在应用THz 技术以前一部分根本无法探测而另一部分只能在海拔很高或者月球表面才可以探测到。 关键词：射电天文太赫兹超导 正文： 一：射电天文： 对于研究射电天体来说，测到它的无线电波只是一个最基本的要求。人们还可以应用颇为简单的原理，制造出射电频谱仪和射电偏振计，用以测量天体的射电频谱和偏振。研究射电天体的进一步的要求是精测它的位置和描绘它的图像。一般说来，只有把射电天体的位置测准到几角秒，才能够较好地在光学照片上认出它所对应的天体，从而深入了解它的性质。为此，就必须把射电望远镜造得很大，比如说，大到好几公里。这必然会带来机械制造上很大的困难。因此，人们曾认为射电天文在测位和成像上难以与光学天文相比。可是，五十年代以后，射电望远镜的发展，特别是射电干涉仪（由两面射电望远镜放在一定距离上组成的系统）的发展，使测量射电天体位置的精度稳步提高。五十年代到六十年代前期，在英国剑桥，利用许多具射电干涉仪构成了“综合孔径”，系统，并且用这种系统首次有效地描绘了天体的精细射电图像。接着，荷兰、美国、澳大利亚等国也相继发展了这种设备。到七十年代后期，工作在短厘米波段的综合孔径系统所取得的天体射电图像细节精度已达2″，可与地面上的光学望远镜拍摄的照片媲美。射电干涉仪的应用还导致了六十年代末甚长基线干涉仪的发明。这种干涉仪的两面射电望远镜之间，距离长达几千公里，乃至上万公里。用它测量射电天体的位置，已能达到千分之几角秒的精度。七十年代中，在美国完成了多具甚长基线干涉仪的组合观测，不断取得重要的结果。
浅谈机械电子技术的未来发展趋势 摘要：机械电子技术融合了机械、电子以及计算机等多方面的专业技术和知识，通过协调配合形成了机电一体化。在实际的工作中，利用计算机把集成控制、数 据检测分析以及数据处理等功能集中到轻便的机械配件中，这样一来解改善了传 统机械操作复杂笨重的缺点。另外应用电子技术还可以实现一部分自动化，使机 械能够在程序的控制下自动完成一些任务，这样可以高效率地完成批量生产，提 升生产配件的标准化，节省大量的人力与时间，促进了企业经济效益的提升，有 利于企业在市场中取得竞争优势。 关键词：机械电子技术；基本现状；发展趋势 1机械电子技术 机械电子技术也称之为机电一体化，是指在机械生产活动过程中运用的电机 技术，实现电子技术和机械生产的有效结合，对于提高生产效率和质量具有重要 意义。我国对于机械电子技术研究起步比较晚，只能够应用在狭小范围之内，但 是随着技术水平提升，机械电子技术获得了创新，覆盖范围在不断扩大，而且纳 入了多种学科，综合型的技术体系慢慢形成。在机械控制、操作以及动力系统等 方面获得大大提高，更加具体、全面分配电子技术功能，有利于促进机械设备结 构优化，提高资源利用率，创造出巨大经济效益。 2机械电子技术特征 相比较于传统机械，机械电子技术在设计产品的时候，会体现出灵活性的特点，而且操作起来非常快捷方便。同时要具有一定的创新性，可以满足多元化需求，不断拓展市场领域，获得更好的发展机遇。在自动化系统控制下，机械电子 技术只需要只需要按照规定就可以完成生产活动，过程中不会受到人为主观因素 影响，大大提高了产品质量。由此可见，机械电子技术功能是非常强大的，代表 着先进生产水平，可以适应发展的需求。 3机械电子技术的应用 3.1质量检测 科技发展有效提高了信息的流动性，并且也产生了大量高性能材料，此材料 逐渐代替传统工业材料，所以投入及重视程度在不断提高。设备机械化要满足现 代工业生产需求，传统根据人工检测技术已经无法满足科技高精度需求，所以目 前所发展的高精度设备就是机械电子技术的重要展现。 3.2农业方面 在信息化时代不断发展的过程中，农业发展进程要求有效实现现代化的进程，从而支撑国民经济的发展。农业现代化发展能够有效解决低效率、低品质及低产 量等问题，和其具有密切关系的农业机械具有重要的作用。利用现代化机械电子 信息技术融入，能够使农业机械效率得到提高，促进现代化农业的持续发展。 3.3电子产品 在机械生产过程中，为了使设备重量及体积得到降低，使部分零件通过电子 部件进行代替，以此使设备灵活性得到提高。电子产品制造中的机械微电子技术 相关全新的纳米技术能够精准掌握部件内部结构，并且还能够实现合理科学改造。 3.4工业制造 将微电子技术应用到产品制造中，使行业市场竞争力得到进一步的提高，从 而有效实现企业经济效益持续发展。比如，将微电子技术应用到汽车制造行业中，能够使防盗系统及监控系统性能得到进一步提高。在汽车电子引擎系统中使用微
论雷达技术的发展与应用及未来展望 摘要:雷达是用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置的装置。雷达的发展与使用过程，正是电子技术在军事中应用的缩影，而雷达的未来，更与电子技术息息相关。本文介绍了雷达的发展与应用的历史，重点介绍了相控阵雷达与激光孔径雷达两类雷达的原理与特点，并指出雷达的弱点及未来发展方向 关键词：雷达；发展；实战应用；种类；弱点；未来
雷达主要用于对远距离物体的方位、距离、高度做精确检测，可以说是现代军事电子技术的代表。随着不断的发展，雷达在战区的警戒、各种新式武器威力的发挥、协同作战的指挥中的地位愈发重要。 1雷达的发展与应用 雷达的基本工作原理是靠发射探测脉冲和接受被照射目标的回波发现目标。百年的时间里，随着新技术的发展和应用，雷达也在不断发展。 1.1雷达的发展史 下面是雷达出现前夜相关理论的一系列突破： 1842年多普勒（Christian Andreas Doppler）率先提出利用多普勒效应的多普勒式雷达。1864年马克斯威尔（James Clerk Maxwell）推导出可计算电磁波特性的公式。 1886年赫兹（Heinerich Hertz）展开研究无线电波的一系列实验。 1888年赫兹成功利用仪器产生无线电波。 1897年汤普森（JJ Thompson）展开对真空管内阴极射线的研究。 这些与电磁波相关的科技是雷达的最基本理论。1904年克里斯蒂安?豪斯梅耶（Christian Hulsmeyer）宣称他的“电动镜”可以传输音频，并能够接受到运动物体的回应。可以说，就是这位德国人奠定了这项技术。然而，在一战期间，德国军官们所注意的是无线电通讯。接下来雷达的出现就显得顺理成章了。1933年，鲁道夫?昆德（Rudolf Kunhold）提出毫米波长可能可以探测出水面船只及飞船的位置。两年后，威廉?龙格（Wilhelm Runge）已经能够根据飞机自身所发出的信号计算出50公里以外的飞机位置所在，即使是在夜晚或者有雾的时候。 第二次世界大战中的不列颠战役成为雷达正式登场的舞台。法国的迅速陷落，使希特勒有理由相信只需通过空袭便能征服英国。在这一大规模的空战中，纳粹德国空军拥有的飞机数量远远超过了英国皇家空军——2670架对1475架。而英国在雷达方面有优势。1936年1月英国W.瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站。1938年，为保卫英格兰，用七部雷达组成"Chain Home"雷达网，雷达频率30兆赫。雷达网使德国轰炸机还没到达英吉利海峡即被发现，英国也因此取得了英伦空战的胜利。这场胜利也是第二次世界大战中较大的转折点之一。 之后四十年人们更加意识到雷达的重要作用，雷达也因此得到了不断发展，也分出了不同种类。本节余下部分将有选择地概括各个年代的重大进展。 1.1.1四十年代 四十年代初期(在二次大战期间)，由于英国发明了谐振腔式磁控管，从而在先驱的VHF雷达发展的同时，产生了微波雷达发展的可能性。它开拓了发展L波段(23q厘米波长)和S波段(10厘米波长)大型地面对空搜索雷达和X波段(3厘米波长)小型机载雷达的美好前景。1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。两年后美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器，预警雷达。时至今日，雷达已成为各式飞机不可缺少的组成部分，是实施精确打击和自身防护的必要手段。 1.1.2五十年代 五十年代标志着雷达进入第二代。它在前两个十年发展的基础上扩展了工艺技术。雷达理论在此时也有了很大的进展。雷达理论的引入是雷达设计具有比以往更扎实的基础，使工程经验更具有信赖性。这个时期所发明的雷达理论概念如匹配滤波器、模糊函数、动目标显示理论已经被广大雷达工程师应用。 1.1.3六十年代 六十年代的标志是大型电控相控阵的出现以及六十年代后期开始的数字处理技术。相控阵雷达将在1.2.1中具体介绍。六十年代后期，数字技术的日益成熟引起了雷达信号处理的革命。
收稿日期：2009-08-02 作者简介：高成（1937-），男，陕西人，教授级高工，主要从事汽车电子发展方向的评估和规划． 未来20年汽车电子技术发展趋势 高 成1，邱 浩2 （1. 深圳市航盛电子股份有限公司，广东 深圳； 2. 深圳职业技术学院 汽车与交通学院，广东 深圳 518055） 摘 要：安全性、节能、减排和舒适娱乐性是汽车电子未来发展的主要方向，全球各大汽车电子研发团队争相加大对这4个方面的研发力度．本文介绍了全球最具影响力的来自欧洲、美洲和亚洲的6个专业汽车电子研发公司的最新研究进展，主要集中在汽车安全、动力性、环保、车载通讯、信息娱乐、半导体技术和微控制器的开发上．分析结果表明，未来20年内汽车电子工业发展的重点将转移到第三世界国家，汽车性能的提高更多地依赖于电子技术的提升，电动汽车将不可阻挡地占据重要地位． 关键词：汽车电子；安全；环保；半导体 中图分类号：TK9；TN3 文献标识码：A 文章编号：1672-0318（2010）01-0033-07 在过去10年里，汽车工业发生了2个显著变化，一是增长的基点正在从经欧美市场向以亚洲国家为主的发展中地区市场转移[1]．数据显示，2007-2012年亚洲和欧洲将会主导全球汽车产量的89%；二是在市场成熟的欧美国家，汽车的性能的提高更多地依赖于电子技术．有研究表明，1989年至2010年，电子设备在整车制造成本所占比例，由16%增至40%以上．目前每部新车的IC 成本约在310美元左右，估计到2015年将增长到400美元左右．无论是市场重心向发展中国家转移，还是技术重心向电子技术倾斜，都将势必影响到汽车电子发展的方向[2]．而且，其技术本身也将面临着来自性能、安全以及环保法规多方面的苛刻要求．今后10年，电子技术在汽车工业中扮演着多大的作用，它又应该如何承担起汽车电子化的重任？本文就全球一些专业的汽车主体厂商和零配件厂商进行专业分析，展望未来20年汽车电子方向的发展趋势． 1 德尔福：绿色、安全和通讯是 汽车电子的未来 德尔福通过对推动全世界新技术、产品和市 场发展的全球趋势全面的调查和研究，发现汽车电子行业的未来就是绿色性环保性、安全性和连通通讯． （1）环保型．全球汽车行业最主要的发展趋势就是倾向于发展高效燃料、低碳排放量的发动机[3]．目前有许多选择方案，其一就是先进的柴油发动机和电子控制系统，在公路驾驶时，其燃料经济性比汽油发动机提高30%~40%；其二就是电动动力系统或混合动力汽车（HEV ）．混合动力汽车技术应用有许多结构，但都涉及一个小型电池组、一个电子控制器及一个可以使汽车发动机在停车时自动关闭并在发动机自动重起前对汽车进行再次电动加速的电动机．混合动力汽车系统可以提高汽车的燃油经济性达30%~40%，并降低碳排放达60%．纯电动汽车的研发工作仍在继续，而且范围已拓展至电动汽车或插入式混合动力汽车．这些汽车采用更大的电池组，可以在纯电动驱动的情况下，行驶更长的距离．最后，供应商和汽车制造商正在开发气缸压力传感和均质充量压燃燃烧（HCCI ）等系统，以在经济性和汽油发动机排放方面取得更大的进展．所有这些动力系统的创新技术都将在未来的5~15年里为全世界的汽车增加大量电子内容． （2）安全性．汽车电子发展的第二大趋势是安 2010年第1期 Journal of Shenzhen Polytechnic No.1, 2010 深圳职业技术学院学报
太赫兹技术及其在研究领域的应用 摘要：简要介绍了太赫兹技术的国内外发展状况，由于太赫兹波在电磁波谱中的特殊位置，其表现出优越的特性，太赫兹科学技术已成为本世纪最为重要的科技问题之一。通过对太赫兹基础研究领域的分析，阐明了太赫兹波的作用机理及相关器件的发展。太赫兹技术在成像、通讯、航空及生物医药等领域有着广阔的应用前景。随着技术理论的不断发展及成熟，太赫兹技术必将对国民经济和国家安全产生重大影响。 关键词：太赫兹；太赫兹技术；基础研究；太赫兹应用 Terahertz technology and its applications in research field Abstract：The development of Terahertz technology at home and abroad is briefly summarized, and the special position of THz wave in electromagnetic spectrum, it shows the superior characteristic. So Terahertz Science and technology has become one of the most important scientific and technological problems in this century. Through the analysis of the THz basic research field, the mechanism of THz wave and the development of the related devices are elucidated. THz technology has broad application in imaging, communications, aviation and biomedical and other fields. With the development of technology theory, THz technology will have a great impact on national economy and national security. Key words：Terahertz; Terahertz technology; basic research; Terahertz application 0 引言 随着现代科学技术的迅猛发展、各国之间科技竞争的加剧及社会信息化进程的不断加快，高新技术越来越成为各个国家之间竞争力水平的标志。太赫兹技术由于其一系列的优点及其广泛的应用价值成为世界各国研究机构关注的焦点，太赫兹技术也成为本世纪重大新兴科学技术领域之一[1]。太赫兹波是指频率范围为0.1~10.0THz的电磁波，波长范围为0.03~3.00mm，介于微波频段与红外之间，兼具二者的优点[2]（如图1所示）。它的长波段与毫米波(亚毫米波)相重合，其发主要依靠电子学科学技术；在短波段与红外线相重合，主要依靠光子学科技术发展，可见太赫兹波是宏观电子学向微观电子学过渡的频段，在电子波频谱中占有很特殊的位置，表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性能。但长期以来由于缺乏有效的太赫兹辐射产生和检测方法，导致太赫兹频段的电磁波未得到充分的研究和应用，被称为电磁波谱中的“太赫兹空隙(THz gap)”。从过去二十多年前开始，随着太赫兹辐射源和太赫兹探测器的相继问世，太赫兹技术的研究和应用才有了较快发展，在医疗诊断、雷达通讯、物体成像、宽带移动通信、军事航空等领域显示了重大的科学价值及实用前景，与此同时，其他方面的工程应用潜力也受到关注。
太赫兹技术各种应用 “Terahcrtz”一词是弗莱明（Fletning）于1974年首次提出的，用来描述迈克尔逊干涉仪的光谱线频率范围。太赫兹频段是指频率从十分之几到十几太赫兹，介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域，THz波又被称为T-射线，在频域上处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，在电子学向光子学的过渡区域，长期以来由于缺乏有效的THz辐射产生和检测方法，对于该波段的了解有限，使得THz成为电磁波谱中最后一个未被全面研究的频率窗口，被称为电磁波谱中的“太赫兹空隙（THzGap）” THz波具有很多独特的性质，从频谱上看，THz辐射在电磁波谱中介于微波与红外辐射之间；在电子学领域，THz辐射被称为毫米波或亚毫米波；在光学领域，它又被称为远红外射线，从能量上看，THz波段的能量介于电子和光子之间。THz的特殊电磁波谱位置赋予它很多优越的特性，有非常重要的学术价值和应用价值，得到了全世界各国研究人员的极大关注，美国、欧洲和日本尤为重视。2004年美国技术评论（TechonlogyReview）评选“改变未来世界十大技术”时，将THz技术作为其中的紧迫技术之一。2005年日本政府公布了国家10大支柱技术发展战略规划，THz位列首位。 一、THz波的特性 THz波的频率范围处于电子学与光子学的交叉区域.在长波方向，它与毫米波有重叠；在短波方向，它与红外线有重叠；在频域上，THz处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。由于其所处的特殊位置，THz波表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性质： 1、THz脉冲的典型脉宽在亚皮秒量级，不但可以方便地对各种材料进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究，而且通过取样测量技术 能够有效地抑制背景辐射噪音的干扰，得到具有很高信噪比（大于）THz电磁波时域谱，并且具有对黑体辐射或者热背景不敏感的优点； 2、THz脉冲通常只包含若干个周期的电磁振荡，单个脉冲的频带可以覆盖从CHz至几十THz的范围，便于在大范围里分析物质的光谱性质； 3、THz波的相干性源于其产生机制，它是由相干电流驱动的偶极子振荡产生，或是由相干的激光脉冲通过非线性光学差频效应产生。THz波的时域光谱技术（THz-TDS）直接测量THz波的时域电场，通过傅立叶变换给出THz波的振幅和相位。因此，无需使用Kramers-Kronig 色散关系，就可以提供介电常数的实部和虚部。这使测得的与THz波相互作用的介质折射率和吸收系数变得更精确； 4、THz波的光子能量较低，1THz频率处的光子能量大约只有4mV https://www.doczj.com/doc/a716367927.html, 光子能量，比X射线的光子能量弱107--108倍。因此，THz波不会对生物组织产生导致电离和破坏的有害光，特别适合于对生物组织进行活体检查； 5、THz光子能量约为可见光，用THz做信息载体比用可见光和近中红外光能量效率高得多；
议电气工程技术与学科发展的历史及展望 论文摘要：梳理了电气工程技术从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术的进步这样一个发展脉络，介绍了电气学科的形成与发展，并分析了电气工程技术的发展趋势。 论文关键词：电气工程技术；电气学科；发展史 一、电气工程技术的发展史 电气工程（Electrical Engineering）是现代科技领域核心学科之一，传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴，如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平，因此，电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。 1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展 大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识，天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察，然而，人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国，1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器，1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等，这是人类对电的早期实验，之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。 （1）库仑定律。1785年法国物理学家库仑通过扭秤测量静电力和磁力总结出：两个电荷之间的作用力与它们间距离的平方成反比，与它们所带电荷量的乘积成正比，这就是著名的库仑定律。这一发现的历史意义在于它标志着人类对电磁现象的研究从定性阶段进入了定量阶段。 （2）“伏打电池”。1799年意大利物理学家伏特经过反复实验发现把任何潮湿物体放到两个不同金属之间都会产生电流，一年后伏特发明了世界上第一个电池，自此人类对电的研究由静电扩大到了动电，开辟了电学研究的新领域。（3）奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则。1820年奥斯特偶然发现通电铂丝周围的小磁针发生轻微晃动，之后他经过反复实验证实了这一发现。其后安培进行了更深入的研究，提出了右手定则，发现了电流方向与磁针转动方向之间的关系。安培还通过实验发现了两个通电导体和两个通电线圈之间相互作用的规
太赫兹技术发展展望 1 太赫兹波简介 1.1 太赫兹波发现 按传统的分类形式，电磁波分成无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线等。随着对电磁波的深入研究，人们发现在电磁波谱中还有一个很特 殊的位置，如图 1.1所示。 这就是太赫兹波即THz波（太赫兹波）或称为THz射线（太赫兹射线），是从上个世纪80年代中后期，才被正式命名的，在此以前科学家们将统称为远 红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03到3mm范围，介于微波与红外之间。实际上，早在一百年前，就有科学工作者 涉及过这一波段。在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到这一波段，红外光谱到达9um（0.009mm）和20um（0.02mm），之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间，远红外技术取得了许多成果，并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少，主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器 的限制，因此这一波段也被称为THz间隙。随着80年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术，THz技术得以迅速发展，并在实际范围内掀起一股THz研究热潮。 1.2 太赫兹波的特点 目前，国际上对太赫兹辐射已达成如下共识，即太赫兹是一种新的、有很多
独特优点的辐射源；太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。 （1）量子能量和黑体温度很低： Wave number Wavelength Frequency Energy Blackbody Temp. 1cm-110mm30GHz120μeV 1.5K 10cm-11mm300GHz 1.2meV15K 33cm-1300μm1THz 4.1meV48K 100cm-1100μm3THz12meV140K 200cm-150μm6THz25meV290K 670cm-115μm20THz83meV960K （2）许多生物大分子，如有机分子的振动和旋转频率都在THz波段，所以在THz波段表现出很强的吸收和谐振。 （3）THz辐射能以很小的衰减穿透物质如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等，因此可用其探测低浓度极化气体，适用于控制污染。THz辐射可无损穿透墙壁、布料，使得其能在某些特殊领域发挥作用。 （4）THz的时域频谱信噪比很高，这使得THz非常适用于成像应用 （5）带宽很宽（0.1—10T）Hz。 （6）很短的THz脉冲却有着非常宽的带宽和不同寻常的特点。 在我国未来的太空研究和探月计划中, THz波也可以提供包括星球表面特性和极区辐射特性的诸多重要信息。综上所述, THz科学不仅是科学技术发展中的重要基础问题,又是国家新一代信息产业、国家安全以及基础科学发展的重 大需求,对国民经济以及国防建设具有重大的意义。与此相适应,世界各国都对THz波的研究给予极大的关注,并部署了多个重大的国家级以及国际合作研究 计划,取得了一些突破性的成果,有些已具有实用价值。另一方面,国内在THz 研究的理论和实验方面也取得了一些重要成果,在国际上产生了一定的影响,为我国THz技术的研究和发展打下了扎实的基础。