基于量子阱结构中增益增强带间光混频的太赫兹产生与探测

太赫兹波在医疗保健监测、生物医学成像、精密导航、高速通信、安全筛查、工业质量控制以及太空探索等多个领域具有巨大潜力。然而，现有系统体积庞大、结构复杂且成本高昂，阻碍了太赫兹技术的广泛应用。本文展示了量子阱（QW）PIN 光电二极管中的增益增强带间光混频作为一种高效机制，可实现频率可调的太赫兹产生与探测，在功率效率和灵敏度上均显著优于现有技术。嵌入在 PIN 光电二极管中的 QW 是商用光子集成电路（PIC）的关键元件，可实现激光器、半导体光放大器（SOA）、调制器、滤波器、解复用器及其他无源光学元件的单片集成。通过将 QW PIN 光电二极管确立为单片集成太赫兹光电子（MITO）平台的基础，本研究为紧凑、可扩展的太赫兹光电子系统铺平了道路，可应用于高速数据传输、光谱学和高光谱成像。这一进展使太赫兹技术得以广泛使用，促进了便携式设备在遥感、通信和医疗诊断中的实际应用。