超感知：通过超振荡波形整形在 THz 时域光谱对比度上实现百倍增强

超振荡是一种现象，其中带限波可在局部振荡快于其最高傅里叶分量。它们是波的构成谐波之间相消干涉的产物。在本文中，我们展示了超振荡在线性光学传感中实现了一种新功能——使穿过两个相似样品的太赫兹波的光学对比度增强 100 倍。为实现此增强，我们通过在短观测窗口内改变构成输入太赫兹波的基本谐波之间的相对相位，在时域中优化光学对比度。我们发现，当波强度在观测窗口内局部最小时对比度最大，这自然导致超振荡的出现。我们在基于高斯时域谐波的数值模拟和基于窄带准正弦太赫兹谐波的实验实现中均观察到了 100 倍的对比度增强。我们的结果将对医学、制药、远距离危险检测和无损评估中的太赫兹传感与成像应用产生深远影响。