国家重点研发计划《太赫兹辐射源与光学遥感技术》学术汇报

国家重点研发计划太赫兹辐射源与光学遥感技术“基础科研条件仪器设备研发”重点专项202X年度项目申报指南汇报人：轨道交通重点实验室耶鲁科技大学耶鲁材料研究所耶鲁工程大学检验科耶鲁工程大仪器实验室牵引动力重点实验室耶鲁交通中心耶鲁机械工程学院轨道技术重点实验室牵引动力重点实验室项目背景与研究现状01课题分解与研究内容02任务分解与进度安排03研发模队与工作基础04预期成果与风险分析05CONTENTS汇报提纲C0.251.1立项依据与研究现状申报方向“变革性技术关键科学问题”重点专项属于战略性前瞻性重大科学问题领域电力学太赫兹光学宏观电子学向微观光子学过渡的频段在电子、信息、生命、国防、航天等方面蕴含着巨大应用前景所有大模板的转动和振动频率中物院进展十一五十三五十四五原理性研究技术突破实验室静态验证实用化研究地面动态验证初步应用地面、空地等效动志验证技术路线:固态源+相干检测+高阶调制+电真空放大器思路&目标:高速↑，距离↑，实用化↑1.2立项依据与研究现状研究内容半导体与光电子技术的不断发展，太赫兹科学与技术的研究条件逐渐走向工业+=0.25通信及雷达技术的基础0.25在国家安全和反恐战争中应用0.25公共安全需求0.25空间、环境监测THz辐射有望成为一种新的公共安全监控技术宇宙起源和演化地球环境监测航天器材料无损检测研究的必要性重大需求牵引极大科学意义和应用价值1.3立项依据与研究现状研究内容太赫兹通信有望支持、更少的延迟、更好的频谱利用率，是未来6G通信主要手段美国太赫兹通信技术发展愿景太赫兹通讯关键技术突破构建太赫兹合作平台太赫兹关键技术标准化太赫兹应用场景部署方案落地太赫兹通讯技术落地FCC开放95GHz-3THz频段作为6G试验频段正式启动6G试验，成立“太赫兹与感知融合技术研究中心”中国202X年6月，在工信部领导下成立了产学研用联合6G研究组，标志我国正式启动6G研究太赫兹关键技术推动太赫兹关键产业引导太赫兹产业持续推动与图内产学研机构和组织建立多种形式的合作关系，成立太赫兹通信开放实验室，建立开放创新平台深度开展平台工作，引导太赫兹通信技术产业应用发展方向，推动太赫辣通信系统研发进展与图内产学研机构和组织建立多种形式的合作关系，成立太赫兹通信开放实验室，建立开放创新平台项目背景与研究现状01课题分解与研究内容02任务分解与进度安排03研发模队与工作基础04预期成果与风险分析05CONTENTS汇报提纲2.1课题分解与研究内容生物样本物质成分复杂和水分干扰等因素，目标物质吸收峰的信噪比过小，目前未能真正进入临床引用(1)ATRspectroscopySensitivetofewsampieSpecificenhancement(2)AgentsSpecificenhancement(3)MetamaterialsSensitive(4)frequencyfixed:QualitativeidentificationBiomedicalSampleDataanalysisTHzsystemAgentsNoisereductionInformationloseSystemoptimizationDirectenhancementStillnotenoughforbio·detection样本处理ATR光谱对少量样品敏感，但不能特异性增强目标物质的共振试剂可用于物质的信号增强，但有样品污染共振频率可调的超材料但光谱频率范围受材料限制数据分析算法可提取有效信息，但是处理时会丢失有用的信息系统优化系统优化是增强太赫兹信号的最直接方法，但是目前增强的系统仍不足以满足生物医学探测的需求2.1课题分解与研究内容课题一课题二课题三脑缺血组织太赫兹检测太赫兹成像结果与核磁共振成像、可见光图像结果高度一致可以清晰区分标记正常、轻度、中度和重度缺血组织的区域聚焦太赫兹时域光谱技术在生物医学、半导体检测、无损检测、太赫兹通信材料表征研究半导体封装厚度检测塑封厚度分布必须平整/均匀几个微米级内测量以精确控制厚度质量集成电路芯片的需求:越来越小越来越薄更高的密度需要薄而高强度的封装在物理学、材料科学、生命科学信息技术和国防科技等方面的应用前景巨大电磁波谱中的“太赫兹空白’极为重要的交叉前沿领域宏观电子学向微观光子学过渡的频段生物医学成像安全性:THz光子能量小，不会引起生物组织的光离化项目背景与研究现状01课题分解与研究内容02任务分解与进度安排03研发模队与工作基础04预期成果与风险分析05CONTENTS汇报提纲3.1课题一太赫兹无损检测技术研究目标太赫兹脉冲或连续波与物质相互作用产生的信号变化，来检测材料的厚度、缺陷等特性，在半导体封装检测中，可以用于无损、非接触式地测量封装层的厚度，识别内部结构和缺陷采用太赫兹电光采样技术的脉冲时域反射计，可以对芯片TSV封装失效点进行精准定位Q=f/FWHMMaterials&structuresofunitcellFieldcnhancomentLight-materialinteractionSpatiallyOverlappingvolume基于太赫兹电光脉冲反射仪通过飞秒激光源发出的超短脉冲信号，大大提高了测量带宽和分辨率，失效位置定位分辨率可达5um反射式THz成像检测:不同点位的时域波形样品不同角度的视图(a-c)及尺寸图(d)3.2课题二石墨烯太赫兹光电探测器研究目标利用超材料光学特性的超高设计自由度和电控热载流子辅助光热电效应石墨烯，该检测器在两个具有正交偏振的特定目标波长处显示出共振增强的光响应在没有先进光学元件的单芯片平台上进行光谱选择性和偏振分辨成像的多功能能力0.250.25单片超材料集成石墨烯太赫兹探测通过对硅薄膜进行离子注入和快速热处理工艺，减小了硅的载流子寿命并提高了自由载流子浓度同时进行光学增强和电子调谐零偏置工作、快速响应速度可定制多谐振波长偏振敏感成像实验该工作具有开发超紧凑、多耶鲁和多功能太赫兹传感器的潜力，可用于广泛的应用3.3课题二太赫兹超材料生物化学传感检测研究目标利用超材料光学特性的超高设计自由度和电控热载流子辅助光热电效应石墨烯，该检测器在两个具有正交偏振的特定目标波长处显示出共振增强的光响应在没有先进光学元件的单芯片平台上进行光谱选择性和偏振分辨成像的多功能能力THZ信号采集特征提取分类器培训分类器评价0.2-1THz频率范围内获得不同程度胃癌粘膜的折射率和吸收系数使用基于波前倾斜技术的太赫兹单次测量系统实现了皮秒时间范围内活体HeLa细胞太赫兹脉冲时域波形的瞬态检测项目背景与研究现状01课题分解与研究内容02任务分解与进度安排03研发模队与工作基础04预期成果与风险分析05CONTENTS汇报提纲4.1项目负责人耶鲁答辩耶鲁新能源协会一等奖科协教育基金能源大奖湖北省科学技术一等奖基于微流控技术的液相模板扩散系数测定方法与装置研究拓展了磁电效应研究方向，并据此开展了相应实验研究，验证理论理论设计并实验制备了高效晶硅，由此开展了非晶硅/微晶硅叠层太阳电池组件的优化材料科学专业博士中国高被引学者研究方向荣誉奖项参加国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金、湖北省科技厅科技项目及企业合作科研项目等20余项发表SCI/EI论文20余篇/获得国家发明专利授权8项4.2课题负责人张XX课题一负责人环境生态研究院XXX方向张X副教授王X副教授孙X副教授[高水平青年学者挑大梁，相关专业领域研发经验丰富，理论功底扎实王XX课题二负责人环境生态研究院XXX方向赵X副教授钱X副教授孙X副教授钱XX课题三负责人环境生态研究院XXX方向张X副教授王X副教授孙X副教授4.3科研保障平台公共平台仪器设备总价值16169万元;30万元以上设备66套开放共享开放共享率达到90%，服务于科研机构和20余家大型企业科研保障耶鲁大学、耶鲁地质大学、华南耶鲁大学、华中耶鲁大学11202㎡XXXXX研究中心58套研制专用设备14500㎡XXXXX研究中心前期研究成果项目背景与研究现状01课题分解与研究内容02任务分解与进度安排03研发模队与工作基础04预期成果与风险分析05CONTENTS汇报提纲5.1风险预测[符合国家安全发展战略，具备坚实工作基础，项目实施条件已落实，提前预案，组织高效、保障有力、风险可控政策风险国家的政策方针和导向发生变化，行业发展规划及产业导向的调整级别低、涉及课题二市场风险市场供需关系发生变化或产品成熟度不足导致项目成果不被市场接受级别低、涉及课题一技术风险项目技术方案不合理，技术不可重复，验证失败级别低、涉及课题二管理风险管理人员学