太赫兹波是处于微波与光波之间的电磁波，具有重大的应用前景。太赫兹源是太赫兹波广泛应用的关键，真空电子学太赫兹源由于具有功率大、抗辐射强等特点，在军民领域具有更大的应用前景。
▲ 太赫兹波在电磁波谱中的位置
太赫兹波是指频率在0.1∼10THz（1THz = 10¹²Hz）频段内的电磁波，位于微波毫米波与红外线之间，处于宏观电子学向微观光子学的过渡区域
太赫兹波具有频率高、光子能量小等特性，是人类探索未知世界的有力工具。太赫兹波的独特性能给通信、雷达、电子对抗、天文学、医学成像、安全检查等领域带来深远的影响。此外，太赫兹在天文学、半导体材料、高温超导材料的性质研究等领域也有广泛的应用。对该频段的研究不仅将推动理论研究工作的重大发展，对固态电子学和电路技术也将提出重大挑战。
▲ 太赫兹安全检测
太赫兹对许多介电材料和非极性物质具有良好的透射性，具备对隐匿物品实现透视成像的能力，与X 射线成像和超声波成像技术形成有效互补，在安检或质检过程中可实现高分辨的无损检测
太赫兹源是太赫兹波应用的关键，产生太赫兹波的主要方式包括光学、半导体和真空电子学等，其中基于真空电子学的太赫兹源由于具有功率大、频带宽、抗辐射强等特点，是太赫兹科学与技术的重点研究领域。
《太赫兹真空电子器件原理与技术》（刘文鑫, 王金淑著. 北京：科学出版社, 2024.7）是作者多年来科研工作的凝练和总结，并进行了归类和拓展，系统地阐述了太赫兹真空电子器件的基本原理及其研制的关键技术。主要包括太赫兹史密斯–珀塞尔辐射源、超短电子束团的太赫兹辐射源、行波管、返波管、扩展互作用速调管、回旋管，以及新型太赫兹辐射源的基本原理和相关研制成果、实验等，在此基础上，阐述了太赫兹真空电子器件研制的关键工艺技术，主要包括阴极制备技术和高频系统微纳加工技术。
《太赫兹真空电子器件原理与技术》一书针对太赫兹真空电子器件输出功率小、互作用效率低的难点，提出了多种新方法解决该技术瓶颈，对发展高性能真空电子辐射源具有重要的参考与应用价值。
该书由中国科学院空天信息创新研究院刘文鑫研究员和北京工业大学王金淑教授完成。刘文鑫研究员长期从事真空电子太赫兹源研究，承担了国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等研究任务，具有丰富的太赫兹真空电子器件理论和实际研制经验，研究成果获得了军队科学技术进步奖二等奖等；王金淑教授是国家杰出青年科学基金及教育部“长江学者奖励计划” 获得者，长期从事阴极材料研究，具有丰富的理论与研究经验。该书囊括了作者多年的研究成果，条理清晰、层次分明、逻辑性强，对太赫兹源研究具有理论指导和应用参考价值。
太赫兹科学与技术是一门前沿学科，该书的出版填补了太赫兹真空电子学的空白，对太赫兹科学与技术的发展具有积极作用。
吴一戎
中国科学院院士
中国科学院空天信息创新研究院 院长
2024 年7 月
本书获得了2023 年度国家科学技术学术著作出版基金资助，同时也得到国家自然科学基金联合基金重点项目（U22A2020、U2341209）的支持。
本文摘编自《太赫兹真空电子器件原理与技术》（刘文鑫, 王金淑著. 北京：科学出版社, 2024.7）一书“前言”“序”“第1 章太赫兹波的基本特性”，有删减修改，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-047854-2
责任编辑: 周 涵 杨 探
本书主要阐述真空电子学太赫兹源基本原理及相关技术，内容分为两部分共九章：第一部分是第1 章至第7 章，主要阐述太赫兹史密斯-珀塞尔辐射源、超短电子束团的太赫兹辐射源、行波管、返波管、扩展互作用速调管、回旋管的基本原理，以及新型太赫兹辐射源的方法和相关研制成果、实验等，在此基础上，阐述了太赫兹源的基本应用。第二部分是第8 章和第9 章太赫兹真空电子器件相关技术，主要是阴极技术和微纳加工技术，分别介绍太赫兹阴极高发射机理及太赫兹微纳结构制备方法。
本书适合从事真空电子学领域的科研、教学人员及相关专业的研究人员阅读，同时对从事太赫兹波的传输、检测及应用的广大科研人员也有重要的参考价值。
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