太赫茲物理學(xué)

R.+A.+Lewis著

太赫茲（terahertz，簡(jiǎn)寫為THz）是頻率單位，等于1萬億Hz。太赫茲波或太赫茲射線是從上個(gè)世紀(jì)80年代中后期，才被正式命名的，在此以前科學(xué)家們將其統(tǒng)稱為遠(yuǎn)紅外射線。實(shí)際上，早在100年前，就有科學(xué)工作者涉及過這一波段。之后的近百年時(shí)間，遠(yuǎn)紅外技術(shù)取得了許多重要成果，并且已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。隨著上世紀(jì)80年代一系列新技術(shù)、新材料的發(fā)展，特別是超快技術(shù)的發(fā)展， THz技術(shù)得以迅速發(fā)展。人們關(guān)注THz技術(shù)的重要原因在于THz射線普遍存在，它是人們認(rèn)識(shí)自然界的有效線索和工具。許多生物大分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，電介質(zhì)、半導(dǎo)體材料、超導(dǎo)材料、薄膜材料等的聲子振動(dòng)能級(jí)都在THz 波段范圍。太赫茲光譜技術(shù)是一種非接觸測(cè)量技術(shù)，它能夠?qū)@些材料的物理信息進(jìn)行快速準(zhǔn)確的測(cè)量而又不破壞被檢測(cè)物質(zhì)。THz射線的這些特點(diǎn)，給通信、雷達(dá)、天文、醫(yī)學(xué)成像、生物化學(xué)物品鑒定、材料學(xué)、安全檢查等領(lǐng)域帶來深遠(yuǎn)的影響，進(jìn)而改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活。

本書是關(guān)于太赫茲物理學(xué)的一部適于大學(xué)生教學(xué)采用的教材，是對(duì)科學(xué)與工程的學(xué)生首次展示這個(gè)激動(dòng)人心的新領(lǐng)域的第一部書。它涵蓋了很少被深入探索過但內(nèi)容異常豐富的這一特殊電磁波區(qū)段的物理學(xué)知識(shí)。作者以一種清晰的風(fēng)格撰寫，側(cè)重于理解太赫茲頻率的基本物理原理和應(yīng)用，具有適當(dāng)?shù)纳疃群蛨?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作者按照教學(xué)需要把全書內(nèi)容劃分為部分、章和節(jié)。為了適應(yīng)不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格，書中提供有豐富的圖表，簡(jiǎn)潔表達(dá)的數(shù)學(xué)語言，說明抽象概念的完全解出的眾多例題。在書中的適當(dāng)?shù)胤蕉⒎嵌荚谡?、?jié)末尾編排了大量的練習(xí)題，求解這些習(xí)題可以提供對(duì)于新概念的實(shí)踐機(jī)會(huì)和最好的學(xué)習(xí)方法。在每一章的結(jié)束對(duì)于關(guān)鍵術(shù)語、關(guān)鍵方程和重要的符號(hào)表給出簡(jiǎn)要的總結(jié)。

全書內(nèi)容分成三個(gè)部分，共包括11章。第1章 引言。其后是第一部分：基礎(chǔ)。它包括；2. 振蕩；3. 組合振蕩；4. 光；5. 物質(zhì)；6。光與物質(zhì)的相互作用。第二部分。組件。它包括：7. 源；8. 光學(xué)；9.探測(cè)器。第三部分。應(yīng)用。它包括：10。光譜學(xué)；11。成像。全書末尾附有術(shù)語小詞典。

這本書的內(nèi)容新穎、敘述通暢、概念精確，解釋明確，例證和插圖極富啟發(fā)性，非常適合高年級(jí)本科選修課以及從事太赫茲物理相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)的研究生課程選作教材。此外，本書假設(shè)讀者知道諸如復(fù)數(shù)、向量、偏導(dǎo)數(shù)、二重積分等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)。作者使用這些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)工具非常巧妙地?cái)⑹鰪?fù)雜的現(xiàn)代概念，很適合讀者自學(xué)。

丁亦兵，教授

（中國科學(xué)院大學(xué)）endprint