有一定物理基礎的人都知道，在電磁波譜中，太赫茲波段是一個相對特殊的存在：它包含部分毫米波、全部亞毫米波和部分遠紅外，波長從3mm到30μm，頻率覆蓋0.1THz至10THz。雖然早在百年前，人類就在天文學研究中發現了這一波段，但囿于技術發展，相關領域的研究很長時間都處于停滯狀態，甚至直到上世紀80年代之前，太赫茲都不曾擁有姓名，而是被劃分到“遠紅外射線”范疇。直到90年代，隨著一系列新技術興起，尤其是超快激光技術的發展，為太赫茲脈沖的產生提供了穩定、可靠的激發光源，圍繞太赫茲的研究才得以深入開展。
研究發現，因為具有瞬態性、寬帶性、相干性、低能性等諸多特殊性能，太赫茲可廣泛應用于寬帶通信、雷達、電磁武器、電子對抗、醫學成像、天文學、無損檢測、安全檢查等領域，并將對多個行業帶來顛覆性的變革。2004年，太赫茲被美國政府評為"改變未來世界的十大技術"之一。2005年，日本將其列為"國家支柱十大重點戰略目標"之首，舉全國之力進行研發——一場以太赫茲為靶向的研究熱潮迅速在全球席卷而來。
也是在2005年，深秋的北京香山飯店里，以“太赫茲科學技術的新發展”為主題的第270次學術討論會如期召開。國內多位在太赫茲研究領域影響力深遠的專家學者就我國太赫茲事業的發展方向進行了深入研究討論，并制定了太赫茲技術的發展規劃。會后，作為國內太赫茲研究的先驅平臺，首都師范大學太赫茲實驗室被確定為全國太赫茲技術開放研發平臺之一，推動我國太赫茲領域的發展，成為實驗室的重要使命。
作為太赫茲實驗室核心成員之一，多年來，首都師范大學物理系教授、博士生導師、北京市超材料與器件重點實驗室主任、太赫茲光電子學教育部重點實驗室副主任張巖秉持“研究向應用靠攏”的科研思路，推動著太赫茲相關研究不斷縱深發展，尤其是在太赫茲成像技術和亞波長金屬微結構器件表征平臺搭建等方面取得了開創性成果，助力我國太赫茲科研工作邁向一個又一個高峰。
厚積而薄發 精專太赫茲研究
張巖與太赫茲結緣，要追溯到2003年。彼時，國外太赫茲技術研發正如火如荼，而國內從事相關研究的首都師范大學太赫茲實驗室成立僅兩年時間，尚處于摸著石頭過河階段。張巖的加入，對極度渴求人才的實驗室來說是個莫大利好——這位出生于1972年，當時剛過而立之年的年輕人，有著亮眼的科研履歷和成果：18歲考入哈爾濱工業大學應用物理系;22歲攻讀碩士學位，期間與導師一起在國內率先開展光學分數傅立葉變換的研究，為利用光學分數傅立葉變換進行信息處理鋪平了道路;24歲進入中國科學院物理研究所攻讀博士學位，成為楊國楨院士的得意門生，并在楊院士和顧本源研究員指導下，開拓了分數傅立葉變換在光學信息處理領域中的應用;因出色的表現和研究需要，1999年，張巖前往日本山形大學留學深造，期間開始從事生物成像研究;之后又輾轉香港理工大學電子工程系擔任副研究員，從事光纖氣體傳感器研究;2002年，獲得德國洪堡基金資助后，張巖又遠赴德國斯圖加特大學應用光學研究所從事科學研究工作。
從1990年接觸物理學研究開始，十多年間，張巖輾轉于多所高校與科研機構，不斷拓展著自己科研方向的寬度。經過成長與積淀，他對自己的科研路徑有了新想法：“‘無涉獵則不能通，也無專精則不能成’，十多年的歷練，我已經打下扎實的基礎，后面是不是應該往精專的方向走，在某個方向做深做扎實呢?再一個，國外再好，總沒有家的感覺，還是應該回國做點事。”
張巖將自己的想法與楊國楨院士進行了深入溝通?？茖W無國界，但科學家有國界，楊院士極力贊同張巖回國投身科研工作，并熱情邀請他加入自己主導創建的團隊——首都師范大學太赫茲實驗室。多年的科研經歷，讓張巖敏銳地預見到太赫茲的研究價值，所以他毫不猶豫的接受了楊院士拋來的橄欖枝，立志要圍繞太赫茲搞出點新東西。
回顧投身太赫茲研究的最初時光，張巖印象深刻：當時實驗室處于起步階段，既沒有多少成功經驗，也缺乏足夠資金、政策支持，甚至一度連太赫茲信號都調試不出來，“我記得當時實驗室是在一個40多平車間一樣的地方，就是在那兒，我們一步一個腳印把理論的東西轉化為實踐，推動著我國太赫茲研究工作不斷走向縱深。
通過實踐探索，張巖對自己的科研路徑有了更清晰的界定——先瞄靶后射箭——這是留學德國期間對他產生深遠影響的一種“德式”科研模式。張巖解釋道，“靶”即應用，“箭”則是研究，所謂“先瞄靶后射箭”，就是指所有的研究都應該建立在應用的基礎之上。在張巖看來，與“先有研究課題，再向應用靠攏”的傳統科研模式不同，“先瞄靶后射箭”的科研模式一開始就解決了技術研究的后顧之憂，避免了研究與應用脫節的潛在風險，更具實踐指導價值。
確定了以應用為導向的科研思路后，數十年如一日，張巖埋頭專注于太赫茲應用的相關研究，以累累碩果推動著我國太赫茲研究工作快速追平世界水平，并通過持續的科技創新，走出了一條具有特色的太赫茲研究之路。
碩果累累 以創新踐報國理想
隨著對太赫茲波段研究的不斷深入，高功率的太赫茲光源和穩定的太赫茲脈沖探測手段日漸成熟，各種太赫茲光譜和成像技術逐步成為了實用的光學測量手段。張巖研究的重點正是波譜和成像技術兩大方向。他說： “我的想法是把太赫茲發展的波譜和成像表征的方法用于微納米器件的表征探索中。” 瞄定這一方向，張巖帶領團隊展開了深入研究，包括對提升太赫茲成像系統測量精度所做的多方面改進，以及將此成像技術應用到不同科研領域的研究工作。他開創性的將太赫茲面陣成像與近場探測技術有機結合，搭建起國內首套太赫茲準近場成像系統，從而把太赫茲成像的分辨率提升了一個量級，增強了太赫茲脈沖波焦平面成像系統的實用性。同時，還提出了多波長成像、偏振成像、實時層析成像等多種太赫茲成像方法，不斷拓展著太赫茲成像的新思路。
此外，由于太赫茲功能器件的研究具有重要科學意義和實際應用價值，張巖也把注意力放在了金屬亞波長結構以及半導體微納結構與太赫茲相互作用的研究之上。在科技部“973”項目的資助下，張巖帶領課題組發展了自己的有限時域差分算法 (FDTD)，研究了金屬亞波長結構的透射特性對器件中微結構的形狀、尺寸、分布以及金屬材料和基底材料特性的依賴性，給出了金屬狹縫中橫槽結構對透射特性的影響分析：研究了一些材料在外激勵下的轉換特性，并建立了國內第一套太赫茲焦平面成像系統用于太赫茲波段亞波長光子器件的特性表征，提出了自己的太赫茲超構表面器件的設計方法，設計、制備并表征了一系列太赫茲超構表面器件，器件的厚度只是工作波長的四千分之一，為太赫茲系統的集成提供了新的思路。
在張巖等科研人員的不懈努力下，首都師范大學太赫茲實驗室填補了國內太赫茲領域多項空白，成為領域內當仁不讓的領頭羊，持續引領并推動了國內太赫茲科學技術的發展，并先后承擔多項國家重大項目，解決了若干國家重大需求問題，帶動國內太赫茲科學技術的產業化發展，成為國內領先并在國際上有重要影響力的太赫茲開放研發創新平臺，為實現科技強國做出了突出貢獻。
作為北京市“太赫茲波譜與成像”創新團隊的核心成員，張巖個人同樣碩果累累。十多年間，他先后參與撰寫5部學術專著，發表相關研究論文380余篇，其中SCI收錄300余篇;與此同時，他還獲得北京市科技新星計劃、教育部新世紀優秀人才、北京市長城學者、北京市百千萬人才工程等諸多榮譽，并被美國光學學會增選為會士;此外，作為北京市中青年骨干教師，這些年他孜孜不倦躬耕于三尺講臺，培養研究生、博士生40余人，為建設高科技人才隊伍、推進科技強國戰略做出了不可磨滅的貢獻。
功崇惟志，業廣惟勤。作為一名科研工作者，多年來，張巖扎根光電科研領域，通過創新進取勇攀科學高峰，書寫著新一代中國科研工作者的理想與情懷!路漫漫其修遠兮，攀登科研的高峰也永無止境，對張巖來說，攀山越水不過尋常事，始終不變的，是科研報國的拳拳之心。
>1、本頁內容僅作為稿件內容預覽、確認使用，媒體最終發稿格式請以實際為準。
>2、本平臺所發布信息的內容和準確性由提供信息的原單位組織或個人獨立承擔完全責任。
免責聲明：市場有風險，選擇需謹慎！此文僅供參考，不作買賣依據。
關鍵詞：
