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中国计量科学研究院参加国际首次太赫兹功率比对取得优异成绩

发布日期:2015-06-15

 

  中国计量科学研究院参加国际首次太赫兹功率比对取得优异成绩

2015年5月4日~5月12日,国际首次太赫兹功率比对在德国柏林举行,参加单位有美国标准技术研究院(NIST),中国计量科学研究院(NIM)和德国国家计量院(PTB),PTB为主导实验室。该比对采取现场实验测量的方式,NIM光学所的邓玉强和孙青博士携带自主研制的太赫兹辐射计到德国PTB开展现场实验比对。本次比对在2.52THz和0.76THz两个频率点下进行,现场比对实验取得可喜的结果,三家参比实验室分别采用互不相同的技术路线,比对结果都能很好的相互吻合。本次比对,NIM在比对的两个频率点均以最小的测量不确定度取得国际等效,标志着我国太赫兹辐射功率计量能力步入国际领先水平。

NIST激光辐射度主任John Lehman博士、PTB太赫兹辐射度主任Andreas Steiger博士、NIM孙青博士、NIM邓玉强博士(从左至右)

    太赫兹介于红外和微波的频段,是连接电子学和光子学的桥梁,在高速宽带通信、功能材料研制、医疗安检成像、化学成分分析等许多领域具有重要应用价值和重大应用潜力。长期以来,由于缺乏有效的测量方法和测量仪器,造成了人们对于该频段的辐射特性了解甚少。随着太赫兹技术的发展和广泛应用,太赫兹辐射源、太赫兹探测器、太赫兹测量系统大量涌入市场。然而国际上缺少太赫兹相关参数测量标准,难以客观准确评估太赫兹辐射源和太赫兹探测器的特性。

    2009年,PTB利用低温辐射计在国际上率先实现了太赫兹功率溯源至SI国际单位制。2011年,NIST利用碳纳米管作为吸收体实现太赫兹辐射功率的测量。2011年,邓玉强和孙青博士在国内率先开展太赫兹功率与光谱计量研究,经过两年艰苦攻关研制发明了一种太赫兹吸收材料,吸收带宽和吸收率均为目前国际最高,利用该材料作为吸收体实现了太赫兹辐射功率的绝对测量和量值溯源。

    为了保障太赫兹计量量值准确可靠,2013年PTB提出开展国际首次太赫兹功率比对的建议,要求只有具有太赫兹绝对测量能力的国家实验室才有资格参加。截止2014年11月,只有PTB、NIST、NIM和日本计量院NMIJ有参加资格,NMIJ因测量能力达不到要求而放弃了参加比对的机会,最终确定能够参加比对的实验室仅有NIST、NIM和PTB三家。