第二届新型探测与成像技术青年学者论坛在清华大学成功举办

2018年9月20日至21日,第二届新型探测与成像技术青年学者论坛在北京清华大学举行。本次论坛由危爆物品扫描探测技术国家工程实验室主办,中国体视学学会、中国电子学会太赫兹分会协办,旨在搭建新型探测与成像技术领域的学术、技术、产业交流和研讨平台,促进青年学者们间的交流合作,探讨新型探测与成像技术的前沿问题和发展方向。本次论坛也是继第一届危爆物品扫描探测技术青年学者论坛举办后,该领域青年学者们的再次相聚。来自电子科技大学、东南大学、南京航空航天大学、南开大学、上海理工大学、深圳大学、天津大学、中国科学院电子学研究所、中国科学院上海技术物理研究所、英国南安普顿大学、北京理工大学、军科院国防科技创新研究院、哈尔滨工业大学、中国电子科技集团、中国计量科学研究院等29家单位的近百位代表参会。危爆物品扫描探测技术国家工程实验室副主任赵自然研究员代表危爆物品扫描探测技术国家工程实验室致辞并向与会专家介绍了实验室建设情况。

论坛共安排了10个报告,包括2个大会报告,8个特邀报告,分别由清华大学耿华副教授、天津大学田震教授、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所孙建东副研究员和清华大学王迎新副研究员主持,与会专家围绕毫米波/太赫兹电子学器件、太赫兹与红外探测技术、毫米波/太赫兹成像与波谱技术、太赫兹传输与调控技术等内容作了精彩的报告。

英国工程院院士、南安普顿大学(University of Southampton)Harvey Rutt教授首先就太赫兹技术过去的发展和未来潜在的应用方向做了大会报告。Rutt教授认为太赫兹技术并不是最近二十年才出现的新兴技术,之前各位学者对于远红外、亚毫米波的研究已经为太赫兹的发展和应用研究奠定了基础,充分了解前人的研究成果并在此基础上进一步创新才能为太赫兹技术的未来发展注入新的活力。由于对介电材料良好的穿透性、短波长、非电离辐射等其他电磁辐射不具备的性能,太赫兹在如安检、生物医药等很多领域都具有潜在的应用价值,但也存在如被水强烈吸收、辐射能量低、无法穿透非介电材料等应用障碍,Rutt教授希望学者们理性看待太赫兹技术可能的应用场景以及未来发展,不断开拓新的研究领域、探寻新的研究方法。

中国科学院上海技术物理研究所胡伟达研究员就新型红外光电探测器的研究进展做了大会报告。胡伟达研究员及其团队研发了红外中波和长波相结合的光电探测器,将不同波段的探测和成像优势相结合,大幅提高了成像准确度和分辨率。该探测器可以对探测到的红外长波段和中波段信号做到精确耦合,之后利用图像融合技术进行实时成像,解决了复杂天气环境下成像可见度低、分辨率差、不同波段对不同材料反射特性差异大的问题。

南京航空航天大学潘时龙教授针对基于微波光子学的全天候高分辨实时成像系统进行了介绍。微波具有支持全天候、远距离工作的特点,因此微波传感器具有很强的应用价值,但存在传统微波雷达难以产生及处理宽带信号的障碍。微波光子技术是利用光学方法实现微波的产生、传输、处理、控制和测量的技术,可以突破传统微波技术的带宽限制、实现高速并行处理,被认为是突破电子系统瓶颈的关键技术。潘时龙教授介绍了几种产生宽带波形的思路和方法,并展示了团队在微波光子雷达方面的研究成果和未来发展展望。

上海理工大学朱亦鸣教授针对太赫兹探测技术进行了介绍。太赫兹光谱由于其独特的物质指纹特性,可以很好的用于不同物质的识别和探测,也可以用于对物质的变化进行表征。朱亦鸣教授介绍了上海理工大学太赫兹团队的一系列代表性研究成果,包括高效太赫兹源、高灵敏度探测技术、全光纤时域太赫兹波谱系统、太赫兹成像系统、太赫兹近场超分辨显微技术等最新研究和应用进展,同时介绍了“上海市太赫兹影像与波谱技术协同创新中心”、“上海理工-莫斯科大学太赫兹技术创新国际联合实验室”等的建设发展情况。

深圳大学黄磊教授介绍了目前应用于无人机的压缩采样雷达的理论基础和应用进展。压缩采样算法和技术可以有效解决无人机雷达采集数据量巨大的问题,并实现探测信号的实时处理。黄磊教授详细的介绍了目前用于无人机的压缩采样雷达对抗技术的原理和目前团队的研究成果,为毫米波和太赫兹信号的采样及成像算法提供了新思路。

电子科技大学张雅鑫教授报道了其团队在太赫兹幅度调制器和太赫兹相位调制器方面的工作。太赫兹调制器是实现太赫兹通信技术的关键,但现有的太赫兹调制器在调制速度和调制深度方面不能达到实际应用的需求,急需进行相关的研究。张雅鑫教授团队利用偶极-偶极模式切换制备了具有双调制峰的太赫兹调制器,其调制深度,相位调制幅度和调制速度均达到国际领先水平。最后,张教授简要介绍了其团队在太赫兹动态调控方面的工作。

东南大学蒋卫祥研究员详细系统地介绍了超材料在成像领域的应用。超材料是具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,在光学领域具有重要的应用。蒋卫祥研究员首先介绍了基于等效介质模型的超材料用于超分辨率成像,随后详细介绍2-bit可动态编码超材料的研究进展。基于这一技术,其团队搭建了新型的成像系统,该系统具有40*40的超材料阵列,并实现了特定图形的成像。

中国科学院电子学研究所刘文鑫研究员在报告中首先介绍了太赫兹真空电子学器件,随后重点讲述了其团队在太赫兹行波管方面的研究进展。太赫兹真空器件包括太赫兹回旋管,太赫兹扩展互作用器件,太赫兹返波管以及太赫兹行波管,其中~100GHz的行波管在军事领域有非常重要的应用前景。刘文鑫研究员及其团队深入研究了隔离器的使用,收集板热分布等影响器件性能的因素,在95GHz行波管的研究取得了重大进展。

天津大学王与烨副教授首先概述了太赫兹光谱与成像在生物医学领域的研究动态,并指出生物大分子的太赫兹波谱以及离体和在体组织的太赫兹成像是目前太赫兹技术在生物医学领域研究的热点。随后,王与烨副教授详细报道了其团队在生物医学太赫兹成像技术领域的研究进展,包括太赫兹波在颅脑创伤检测中的应用、基于机器学习的太赫兹波脑创伤成像自动分类识别技术以及太赫兹波在细菌可视化检测中的应用,并对实验结果做了展示。

南开大学范飞副教授在报告中首先指出基于磁光原理的太赫兹光源,探测器和其他太赫兹器件近年来发展非常迅速,同时部分太赫兹器件必须利用磁光原理才能实现。随后,范飞副教授详细系统地介绍了利用人工微结构的太赫兹磁光器件的基本原理,分析了磁场强度和太赫兹频率对器件的影响,并报道了太赫兹正交磁等离子体光栅器件的性能。最后,范飞副教授简要介绍了他们课题组在太赫兹循环器,太赫兹隔离器和太赫兹调制器方面的研究进展。

报告结束后,学者们就毫米波、太赫兹与红外技术在危爆物品扫描探测方面的关键技术、发展机遇与未来研究方向进行了专题研讨,并对论坛未来的组织、筹备、举办形式及发展提出了宝贵意见和建议。本次论坛为从事新型探测与成像技术,尤其是毫米波、太赫兹、红外探测与成像领域的青年学者提供了一个良好的交流平台,对促进该领域的学术发展和实践应用具有重要意义。