带宽达到 3 太赫兹的薄膜铌酸锂太赫兹差分场探测器
背景与挑战：太赫兹（THz）探测在通信、光谱学等领域至关重要，但传统探测方案存在局限 —— 光电导天线带宽窄，体电光晶体（如碲化锌）体积大且受限于声子共振（<2 THz），集成探测器则面临灵敏度低、带宽不足或需复杂干涉结构等问题，制约太赫兹时域光谱技术的小型化与宽带化应用。
核心创新：提出基于薄膜铌酸锂（TFLN）的两种太赫兹探测方案 ——①集成马赫 - 曾德尔干涉仪（MZI）：沿近红外波导印刷金蝴蝶结天线，通过天线位移引入时间差，实现 THz 场在两点的差值探测，天线臂长（40-200μm）可调控共振频率（0.22-1.03 THz）；②单天线光谱滤波：利用单一天线与 THz 场作用引发的探测光频移，结合光纤短通滤波器（截止波长 1575nm），直接测量 THz 场的时间导数，无需干涉结构，简化制备。
实验关键结果：MZI 方案在 40μm 天线时探测带宽达 3 THz，噪声等效场低至 1.9 V/m（100ms 积分时间），单次探测为 4.6 kV/m，灵敏度媲美碲化锌体晶体；单天线方案信号调制幅度达 10⁻⁵量级，高频响应优于 MZI，且无滤波时信号降低一个量级，验证光谱滤波的必要性；探针功率（0.26-162μW）范围内响应线性，无饱和现象，适配低功率场景。
应用意义：首次实现薄膜铌酸锂太赫兹探测带宽突破 3 THz，克服体材料声子共振限制；两种方案兼顾高灵敏度与结构灵活性，可适配光谱学（分子振动探测）、量子光学（真空场测量）等场景；为全集成太赫兹时域光谱系统奠定基础，可进一步结合 TFLN 上的激光源、传输线等组件，推动太赫兹技术小型化与实用化。#学术 铌酸锂#光计算#太赫兹
https://www.nature.com/articles/s41467-025-63920-2
背景与挑战：太赫兹（THz）探测在通信、光谱学等领域至关重要，但传统探测方案存在局限 —— 光电导天线带宽窄，体电光晶体（如碲化锌）体积大且受限于声子共振（<2 THz），集成探测器则面临灵敏度低、带宽不足或需复杂干涉结构等问题，制约太赫兹时域光谱技术的小型化与宽带化应用。
核心创新：提出基于薄膜铌酸锂（TFLN）的两种太赫兹探测方案 ——①集成马赫 - 曾德尔干涉仪（MZI）：沿近红外波导印刷金蝴蝶结天线，通过天线位移引入时间差，实现 THz 场在两点的差值探测，天线臂长（40-200μm）可调控共振频率（0.22-1.03 THz）；②单天线光谱滤波：利用单一天线与 THz 场作用引发的探测光频移，结合光纤短通滤波器（截止波长 1575nm），直接测量 THz 场的时间导数，无需干涉结构，简化制备。
实验关键结果：MZI 方案在 40μm 天线时探测带宽达 3 THz，噪声等效场低至 1.9 V/m（100ms 积分时间），单次探测为 4.6 kV/m，灵敏度媲美碲化锌体晶体；单天线方案信号调制幅度达 10⁻⁵量级，高频响应优于 MZI，且无滤波时信号降低一个量级，验证光谱滤波的必要性；探针功率（0.26-162μW）范围内响应线性，无饱和现象，适配低功率场景。
应用意义：首次实现薄膜铌酸锂太赫兹探测带宽突破 3 THz，克服体材料声子共振限制；两种方案兼顾高灵敏度与结构灵活性，可适配光谱学（分子振动探测）、量子光学（真空场测量）等场景；为全集成太赫兹时域光谱系统奠定基础，可进一步结合 TFLN 上的激光源、传输线等组件，推动太赫兹技术小型化与实用化。#学术 铌酸锂#光计算#太赫兹
https://www.nature.com/articles/s41467-025-63920-2
