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本发明提供了一种太赫兹片上集成芯片及其控制方法、片上集成系统。片上集成芯片包括：通过光栅耦合微结构将闲频光波耦合进非线性材料，产生太赫兹波；将太赫兹波和剩余的闲频光波沿着多层薄膜波导结构进行传输；太赫兹长周期光栅耦合结构将太赫兹波耦合到待测生物样本上；通过光学干涉结构臂探测太赫兹波是否与待测生物样本相互作用引起的光程差，实现待测生物样本对太赫兹波吸收特性的检测。本发明针对生物样本检测应用的太赫兹传感器难以高质量片上集成的问题，设计了一种集太赫兹产生、传输、调控、探测于一体的芯片结构，能够保证芯片上太赫兹非线性混频的高质量产生、高效率传输和抗干扰探测，缩短太赫兹生物检测中水作用距离。

.一种太赫兹片上集成芯片，其特征在于，包括如下， 产生单元，设置有光栅耦合微结构和非线性材料，用于通过所述光栅耦合微结构将闲频光波耦合进所述非线性材料，产生太赫兹波； 传输单元，设置有多层薄膜波导结构，用于将所述太赫兹波和剩余的闲频光波沿着所述多层薄膜波导结构进行传输； 调控单元，设置有太赫兹长周期光栅耦合结构，用于通过所述太赫兹长周期光栅耦合结构将所述太赫兹波耦合到待测生物样本上； 检测单元，设置有光学干涉结构臂，用于通过所述光学干涉结构臂探测所述太赫兹波是否与待测生物样本相互作用引起的光程差，实现所述待测生物样本对所述太赫兹波吸收特性的检测。

1. 成像和检测： 将太赫兹片上集成芯片应用于成像系统，如无损检测、医学成像等。这可用于检测材料特性或组织结构，例如在医学影像学中进行肿瘤检测。

2. 通信技术： 用于太赫兹通信系统，可用于高速无线数据传输，对于大容量数据传输或特殊通信需求具有潜在价值。

3. 安全检测和探测： 在安检、辐射检测或物质识别方面应用，例如在安全领域用于探测潜在危险物质。

4. 物质分析： 用于分析材料特性、化学成分或结构，可用于化学、生物等领域的实验研究。

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1. 集成传感器和发射器/接收器： 在同一芯片上集成太赫兹波段的传感器、发射器和接收器，使其能够实现太赫兹波段的信号处理和数据通信。

2. 微纳加工技术： 使用微纳加工技术制造微小尺寸的太赫兹器件，实现高集成度和高性能。

3. 高频率特性： 具备在太赫兹频率范围内工作的特性，通常位于几百GHz到几THz之间，用于实现高速数据传输和精确传感应用。

技术转让

太赫兹片上集成芯片通常指在太赫兹频率范围内实现功能的集成电路。这些芯片可以在无线通信、成像、传感、安全检测等领域发挥作用。