THz材料

太赫兹波指的是介于微波和中红外波段的电磁波，频率为0.1-10THz (3mm-30μm) 。 THz波的特点是可以穿透生活中常见的的物质材料（皮肤，塑料，衣服等等），且由于光子能量低，不会造成和离子辐射（X光）一样的危害。因为这一特质，其能够应用在安保检查，THz成像领域，半导体特征分析，化学组成分析和生物研究领域。

HRFZ-Si是传统的太赫兹元件中常用的太赫兹，它在THz波段有很好的透过率。同时，我们也研究了可应用在THZ波段的其他材料。包括THz有机材料(TPX, PE和PTFE)，THz晶体材料（如硅，石英和蓝宝石），其总结如下：

太赫兹材料总结：

TPX, PE和PTFE等太赫兹有机材料，在200-1000 µm之间，透过率基本一致，达到80-90%。当然，他们也可以应用于更大的波长。

硅，石英和蓝宝石等晶体太赫兹材料，由于反射损耗，在太赫兹波段的透过率相对较低。如硅材料，从50 µm开始，透过率为50-54%；而石英材质，从120 µm开始，透过率>70%；对于1-2mm厚的蓝宝石，从350 µm开始，透过率>50%。

一，晶体材料

       晶体如硅，石英和蓝宝石在THZ光学元件中都是常用的材料。

 高阻硅(HRFZ-Si)

除去昂贵的人造钻石，高阻硅是晶体材料中适合宽大波长范围的THz材料，范围1.2 µm-1000µm。THz领域技术能够快速发展，就是归功于HRFZ-Si材料的出现，其局域成本低，尺寸大且易于大量生产制造。Tydex公司提供的HRFZ-Si材料能在1000μm波段中50-54%的透过率。(还可用于3000甚至8000μm更大的波长)。

石英晶体

Z-cut的石英晶体是传输50 µm以上波长的较好材料之一。Z-cut的石英晶体窗口镜传输可见光，很容易用He-Ne激光器来调准直。

由于色散非常大，石英晶体材料的透镜将对可见和远红外的产生不同的焦距。如果需要对光学系统准直，那就必须考虑透镜的色散：

石英晶体是双折射材料，如果电磁波的偏振态很重要，那就必须考虑双折射问题。我们用X-cut的石英晶体来制作λ/2和λ/4的THZ波片。

蓝宝石

蓝宝石和石英晶体一样，对于THZ波段和可见光波段是透明的。可以从下面图看出，对于>600 µm波段，光谱传输曲线并不取决于厚度的测量误差。在小于600 µm 波段，样品的厚度从1到5mm，透过率变化很大。对于薄的样品，在很短的波长，透过率就已经饱和了。

就象 HRFZ-Silicon一样,蓝宝石也可以在光电导天线上，因为他们对于THZ波段的折射率几乎一样。

二，有机太赫兹材料，聚合物

在大量聚合物中，有一些对THZ波是透明的，反射率很低。一般意义上说，较好的太赫兹材料是TPX (polymethylpentene),  polyethylene (PE), polypropylene (PP),和polytetrafluoroethylene (PTFE or Teflon).对于长波长，这些聚合物的透过率曲线也很平坦。 对于短波长，主要是