太赫兹科研现状分析

太赫兹（Terahertz，THz）波，通常指的是频率在0.1 THz~10 THz（波长3 mm～30μm）范围内的电磁波谱。太赫兹波的特点主要包括：光子能量低（hf，当f=1THz时hf=4.14meV），不易破坏被探测物质；脉冲宽度为皮秒量级（T=1/f，当f=1THz时T=1ps），对时间的分辨率高；可穿透大多数非金属非极性材料，对这类材料有“透视”能力等。太赫兹波所具有的独特性质，使其在天文、物理、化学、生命、材料、医疗、成像、航天、安检、国防等多个方面和领域得到了初步运用和广泛关注。

2004年，太赫兹技术被美国政府列为“改变未来世界的十大技术”之一，2005年被日本政府评为“国家支柱技术十大重点战略目标”之一，同年我国通过“香山会议”确立了太赫兹技术的重要战略地位。然而，对于该频段的开发和利用，却远远落后于低于其频率范围的“微波技术”和高于其频率范围的“光波技术”。

目前，“太赫兹技术”的发展仍然还处于理论和实验室阶段，也就是所谓的“太赫兹空白”（THz Gap）。

对于该领域，还蕴含着大量的基础科学问题和技术挑战。太赫兹技术势必在多个学科交流、交融、交叉的过程中得以有效发展，在这个过程中，新理论、新材料、新工艺都将有所提高。本文对太赫兹科研现状做了简单的统计分析。

截止到2013-04-22，近五年（2008-2013年），在主流期刊上发表以太赫兹为主题的期刊论文共计3901篇，被引总频次为34876，每篇论文的平均引用次数为8.94。图1为出版论文数和每年引文数据图。

 图1 近五年（2008-2013年）每年出版的文献数和每年的引文数

从图1可以看出，以太赫兹为主题的科研论文无论是文献数量还是引文数量都是逐年递增的，表明该科研方向具有较强劲的发展潜力，适宜于作为基础或者基础应用研究的科研方向。
发表论文的国家/地区分布情况如图2所示。

图2 近五年（2008-2013年）发表论文的国家/地区分布图

从上图可以看出，太赫兹研究的主力主要分布在美国、德国、日本、中国、英国、法国、俄罗斯、加拿大、韩国、意大利、台湾、澳大利亚、西班牙、荷兰、瑞士、新加坡等国家和地区。

论文被引用次数前500名的论文排序如表1所示。

被引用次数第1名的科研论文“Towards wafer size graphene layers by atmospheric pressure graphitization of silicon carbide”，自2009年发布以来已经被引用621次，年均引用超过124次，说明纳米量子材料（如这里提到的石墨烯，graphene）在太赫兹领域受到高度重视，第500名的论文被引频次为18次。

表1 论文被引次数前500名排序表（双击可进入查看，共500条记录）

这3901篇论文的来源出版物排序如表2所示。近5年，发表以太赫兹为主题的论文数超过100篇的7种期刊分别为：APL, OE, PRB, JAP, OL, PRL, JOSA-B。

表2 来源出版物分布情况

这3901篇论文的发表单位分布情况如表3所示。

表3 发表单位分布情况

其中我校在这些主流期刊上发表论文共9篇，在发表单位排名上与其他多家单位并列第217名。这9篇论文为：

1. 标题: Terahertz wave reference-free phase imaging for identification of explosives
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Deng, Chao; 等
来源出版物: APPLIED PHYSICS LETTERS
卷: 92
期: 9
文献号: 091117   DOI: 10.1063/1.2891082
出版年: MAR 3 2008
被引频次: 19 (来自Web of Science)
（赵跃进老师课题组，第一作者为张亮亮，百优获得者）

2. 标题: Polarization sensitive terahertz time-domain spectroscopy for birefringent materials
作者: Zhang, LiangLiang; Zhong, Hua; Deng, Chao; 等
来源出版物: APPLIED PHYSICS LETTERS
卷: 94
期: 21
文献号: 211106   DOI: 10.1063/1.3143613
出版年: MAY 25 2009
被引频次: 13 (来自Web of Science) 
（赵跃进老师课题组，第一作者为张亮亮，百优获得者）

3. 标题: A phase feature extraction technique for terahertz reflection spectroscopy
作者: Zhong, Hua; Zhang, Cunlin; Zhang, Liangliang; 等
来源出版物: APPLIED PHYSICS LETTERS
卷: 92
期: 22
文献号: 221106   DOI: 10.1063/1.2938055
出版年: JUN 2 2008
被引频次: 6 (来自Web of Science) 
（第一单位为首师大，赵跃进与张存林老师合作）

4. 标题: Terahertz wave polarization analyzer using birefringent materials
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Deng, Chao; 等
来源出版物: OPTICS EXPRESS
卷: 17
期: 22
页: 20266-20271
出版年: OCT 26 2009
被引频次: 5 (来自Web of Science) 
（赵跃进老师课题组，第一作者为张亮亮，百优获得者）

5. 标题: Low Yield of Near-Zero-Momentum Electrons and Partial Atomic Stabilization in Strong-Field Tunneling Ionization
作者: Liu, Hong; Liu, Yunquan; Fu, Libin; 等
来源出版物: PHYSICAL REVIEW LETTERS
卷: 109
期: 9
文献号: 093001   DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.093001
出版年: AUG 27 2012
被引频次: 2 (来自Web of Science) 
（非第一单位，第四作者为我校辛国国，公派联合培养博士）

6. 标题: Terahertz wave focal-plane multiwavelength phase imaging
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Zhang, Yan; 等
来源出版物: JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA A-OPTICS IMAGE SCIENCE AND VISION 
卷: 26
期: 5
页: 1187-1190
出版年: MAY 2009
被引频次: 1 (来自Web of Science) 
（赵跃进老师课题组，第一作者为张亮亮，百优获得者）

7. 标题: Experimental Realization of High Transmittance THz 90 degrees-Bend Waveguide Using EMXT Structure
作者: Si, Li-Ming; Liu, Yong; Lu, Hong-Da; 等
来源出版物: IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS
卷: 25
期: 5
页: 519-522   DOI: 10.1109/LPT.2013.2244878
出版年: MAR 1 2013
被引频次: 0 (来自Web of Science) 
（吕昕老师课题组，第一作者司黎明）

8. 标题: Phase characterization in broadband THz wave detection through field-induced second harmonic generation
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Mu, Kaijun; 等
来源出版物: OPTICS EXPRESS
卷: 20
期: 1
页: 75-80
出版年: JAN 2 2012
被引频次: 0 (来自Web of Science) 
（赵跃进老师课题组，第一作者为张亮亮，百优获得者）

9. 标题: Characterization of birefringent material using polarization-controlled terahertz spectroscopy
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Deng, Chao; 等
来源出版物: OPTICS EXPRESS
卷: 18
期: 19
页: 20491-20497
出版年: SEP 13 2010
被引频次: 0 (来自Web of Science) 
（赵跃进老师课题组，第一作者为张亮亮，百优获得者）

从上面可以看出，我校赵跃进老师的博士生张亮亮在太赫兹领域主流期刊上发表9篇科研论文，一作7篇，三作1篇论文，使其最终获得2011年全国优秀博士学位论文的荣誉称号。

按照发表论文数量从多到少的排序如表4所示。

表4 作者发表论文数量排序表

光学领域的研究者主要利用激光技术研究太赫兹，而电子学的研究者主要从新材料的角度出发探索太赫兹器件与系统的新途径，如Metamaterial-based、Graphene-based、Superconductor-based THz devices and technology。由此可见，由于太赫兹领域的特殊性，太赫兹技术的发展和突破必然依赖新理论、新材料和新工艺的应用。

作者：司黎明，北京理工大学信息与电子学院电子工程系，毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室

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