0　引言

太赫茲波段（100 GHz~10 THz）介于微波與紅外光之間，從應(yīng)用的角度，有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。相比較于微波，太赫茲波定向性相對(duì)更好，可以穿透等離子體，抗等離子體干擾能力強(qiáng)；相對(duì)于紅外光，太赫茲波穿透性好，相對(duì)于紅外光安全性高。因此,太赫茲被美國(guó)評(píng)為“改變世界的十大技術(shù)”之一，受到發(fā)達(dá)國(guó)家的重視和發(fā)展。目前，太赫茲波在探測(cè)、通信、影像、雷達(dá)等領(lǐng)域都取得了突破性進(jìn)展。由于大氣對(duì)太赫茲波的吸收比較強(qiáng)烈，太空環(huán)境便成為太赫茲波最理想的發(fā)揮空間。無(wú)論是深空探測(cè)、月面成像、太空無(wú)線通信、天體追蹤，太赫茲都有著巨大應(yīng)用潛力。宇宙中有大量的太赫茲信息能源，利用太赫茲技術(shù)探索宇宙是天文學(xué)的重要課題。

而在傳能領(lǐng)域，太赫茲傳能的研究還處于空白。無(wú)線傳能技術(shù)在很多領(lǐng)域有很大的應(yīng)用需求，數(shù)字化士兵、車載設(shè)備、無(wú)人機(jī)、無(wú)人值守傳感網(wǎng)絡(luò)的電力供應(yīng)問題都可以通過無(wú)線傳能的方式解決。在太空領(lǐng)域，空間站對(duì)衛(wèi)星，月球電站對(duì)探月機(jī)器人都需要進(jìn)行能量傳輸。太赫茲波在無(wú)線傳能方面也有不少優(yōu)勢(shì)：首先，相比于激光，太赫茲波的良好穿透性可以在被傳能物體被阻擋的條件下進(jìn)行傳能，也不受煙塵、沙霧的影響；其次，太赫茲波的單光子能量比微波更強(qiáng)，攜帶的能量更大。并且太空中太赫茲波在通信和探測(cè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)巨大，為滿足小型化緊湊化的發(fā)展趨勢(shì)，考慮到太赫茲也許是將太空探測(cè)、偵查、通信和傳能統(tǒng)一起來的最佳工具，進(jìn)行太赫茲傳能方面研究是非常必要的。

超薄鈮酸鋰晶片是一種厚度在太赫茲亞波長(zhǎng)尺度的平板波導(dǎo)。研究發(fā)現(xiàn)，利用元激光的方法可以在鐵電晶體鈮酸鋰中激發(fā)出太赫茲波，亞波長(zhǎng)波導(dǎo)的特性使太赫茲波能夠在鈮酸鋰晶片穩(wěn)定傳播。此外，超薄鈮酸鋰晶片為太赫茲波的調(diào)控提供了便利，通過在晶片上定制片上或片內(nèi)微結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太赫茲波分頻、局域、表面化等功能，在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用已被驗(yàn)證。超薄鈮鋰晶片是一個(gè)有利于太赫茲技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的可行性平臺(tái)，將太赫茲的激發(fā)、傳輸、控制、探測(cè)以及與物質(zhì)或結(jié)構(gòu)相互作用等過程整合在一起，并且近幾年超薄鈮酸鋰晶片中太赫茲波非線性增強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步說明了超薄鈮酸鋰晶片中太赫茲波多維調(diào)控的潛力。

      太赫茲技術(shù)的瓶頸在于合適的源和光電轉(zhuǎn)換裝備，而無(wú)線傳能對(duì)它們的要求是最高的。本文介紹目前已有產(chǎn)生和接收太赫茲波的方法，說明了超薄鈮酸鋰晶片在太赫茲產(chǎn)生、片間無(wú)接觸能量傳輸和片上能量調(diào)控上的優(yōu)勢(shì)。

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作者信息：

張琦，蘭志成

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