科研聚焦

张新海:揭开“太赫兹波”的神秘面纱

日期2017-11-22/ 科研聚焦

提到激光、红外光和微波,大家都不陌生,但说起“太赫兹波”,知道的人可能就没那么多了。作为近些年兴起的领域,太赫兹波因其特质,给技术创新、公共安全甚至国民经济发展提供了更多更好的机遇。

如今在深圳龙岗,就有一个高层次人才组成的团队,他们以带头人张新海为引领,致力于超宽频谱超强太赫兹波的产生、调控、应用,在这个新兴领域闯出了一片天地。

一个重要的 前沿交叉领域

“什么是太赫兹波?赫兹是个频率单位,太赫兹指1012这个频率的电磁波,介于红外线和微波之间。以前,由于太赫兹波的自身特性以及缺乏有效的技术手段,人们对太赫兹波的认识、研究和应用是空白,现在世界兴起研究太赫兹波的潮流,是个前沿交叉领域。”在南方科技大学的校园中,张新海向记者介绍:“这些年为什么都要研究它?因为太赫兹波光子能量小,不会引起生物组织的电离,适合生物医学成像;因为它对非金属和非极性物质有高的透过性,可用于安全检查、无损检测;还有,有机体和生物大分子等物质在太赫兹波段有特征吸收谱,可用于爆炸物、毒品等危险物品的识别。”

“最典型的是安检。物品从检测机放入,乘客接受安检员手动检查,前者只能检测无机物,后者使用的只是金属探测器而已,假如谁携带一把陶瓷刀就检查不出了。太赫兹波做成的检测仪器,只要一次就可以检测清楚。再比如医学上,太赫兹波可以探测到直接代表生物大分子功能的空间构象且无害,为重大疾病诊断提供了更先进手段。”张新海说。

他继续介绍:“我们项目就叫超宽频谱超强太赫兹波的产生、调控及应用。在超宽频谱超强太赫兹波源的基础上,研发超宽频谱太赫兹光谱仪和超快太赫兹成像仪,然后应用到科学研究、医疗服务、食品安全、工业质量控制和无损检测等领域,目前已达世界水准。”

长期的积累令技术成果很快出现

张新海是从新加坡归来的专家。在新加坡期间,张新海就扎根在了太赫兹领域,后回国到南方科技大学任教,遇到核心团队的其他4个人——陈锐、汪飞、陈树明、罗丹。相似的留学经历和研究方向让他们一拍即合。2015年,以5人为核心的“超宽频谱超强太赫兹波”团队成立。一年之后,光学泵浦-太赫兹探测光谱仪、瞬态吸收/反射光谱仪两款样机被成功研发出来。用张新海的话说,这是长期积累的结果。

张新海以自己的经历为例,说:“太赫兹波是新兴领域,研究它,有太多东西要学、太多问题要解决。搞技术和其他事不一样,失败、挫折是常有的,顺利和成功只是意外之喜。那时候,我每天研究到凌晨一两点,每天都在失败中度过,离开实验室回家的半小时步行里,一直在思考问题,回家了才想起来,还没吃饭呢。坚持让技术积累,现在才能出成果。”

“其实团队成员都很厉害,各有专长。陈锐是中组部青年千人计划专家,研究方向偏向基础物理。汪飞文人情怀很深,喜欢写古体诗,非常有才华,他的研究方向是用超材料控制太赫兹波。陈树明呢,为人腼腆,研究太赫兹波和新的显示技术OLED如何结合。罗丹性格开朗,研究方向是如何用液晶器件控制太赫兹波。”张新海说,大家长期的技术积累、相互辅助的研究方向,再加上良好的性格,让团队在深圳结出硕果。

被龙岗支持创业创新的诚意打动

“我们团队2015年入选深圳市孔雀计划,2017年8月又成立了深圳市鹏星光电科技有限公司,现在全部要搬到龙岗的云里智能园,正在等装修完工。”张新海称,自己是被龙岗支持创业创新的诚意打动。

他表示,资金方面,龙岗区在深圳市的支持之外,还按照市里奖励补贴额度1:0.5的比例再次给予了资助;服务方面,自己的团队和企业需要安静、干净的场地及特殊的电力,龙岗区精心推荐、协调,“变成了我们提要求,龙岗给答案。”

“印象最深刻的一件事是居住问题。由于团队、公司里很多人是从国外归来,在龙岗有租房需求。但是房东要求一年起租,我们觉得应该先短租,先观察情况再说,结果就谈不拢。最后还是龙岗区委组织部人才科的同志帮忙协调,让事情得到圆满解决。”

落户龙岗,算是有了一个稳定发展的平台,以后该如何迈步呢?据了解,张新海团队将继续深挖太赫兹科技,将产业化路线走到底,如搭建快速太赫兹成像系统,多谐振态太赫兹超材料的调制,研究快速太赫兹成像碳纤维复合材料无损检测等,未来三年力争实现太赫兹波的放大及二次谐波的产生,完成经济指标5000万元。

核心团队简介

“超宽频谱超强太赫兹波”项目带头人为张新海教授,团队核心成员陈锐、汪飞、罗丹、陈树明。

张新海,新加坡国立大学博士,一手建立超快激光光谱实验室、太赫兹光谱和成像实验室,目前为南方科技大学教授,是“鹏城学者”、“孔雀计划”海外高层次人才,在国际一流学术刊物发表论文120多篇。

陈锐,中组部第五批国家“青年千人计划”入选者、深圳市“孔雀计划”海外高层次人才B类入选者、“新加坡优秀物理博士论文”金牌奖。

汪飞,丹麦科技大学博士后,2013年深圳市“孔雀计划”海外高层次人才B类入选者,研究MEMS加工工艺开发及应用、针对半导体测试的探针阵列等。

陈树明,香港科技大学博士后,香港科学会“青年科学家奖”、“广东特支计划”科技创新青年拔尖人才入选者。

罗丹,新加坡南洋理工大学博士,长期从事可调谐液晶光子器件、全息聚合物分散液晶光子晶体、准晶激光器及蓝相液晶的研究。

核心技术简介

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张新海团队致力于超宽频谱超强太赫兹波的产生、调控及应用。

针对目前太赫兹科技研发和应用的瓶颈,重点研发超宽频谱超强太赫兹波源,已推出光学泵浦-太赫兹探测光谱仪和瞬态吸收/反射光谱仪两款样机,将广泛应用在科学研究、医疗服务、食品安全、工业质量控制和无损检测等领域。

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