微量細胞和生物大分子在生命環境中的快速變化過程對揭示生命體的病變和藥理作用至關重要，目前尚無有效的檢測儀器。本項目針對該熱點問題，研製細胞和生物大分子應用的片上瞬態太赫茲（THz）光譜儀，包括太赫茲源、傳輸線和功能器件、單次測量光路三個部分。研究飛秒激光觸發強電場偏置下GaAs內光激發電荷疇從產生到猝滅的瞬態約束條件和級聯過程，研製具有線性雪崩光電導機製的、能夠滿足單次測量的片上THz光電導輻射源；研究表麵等離激元波導，實現片上太赫茲係統高效傳輸，在片上係統上集成具有太赫茲亞波長人工微結構的多功能THz濾波器，實現對THz波進行濾波、開關等操控；采用垂直探測方法，首次實現對片上THz波的單次測量。該儀器工作於瞬態測量模式的信噪比大於1000，頻譜分辨率小於10GHz，帶寬大於3THz，檢測速度小於10ps，可檢測飛摩爾量級的樣品。本儀器為研究生物學中的原初過程提供強有力的工具。
