Tecnologiaterahertz AvanosepotenciaisAplicaes UmaReviso

Prévia do material em texto

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/327052702
Technologia Terahertz: Avanços e Potenciais Aplicações-Uma Revisão
Conference Paper · August 2018
CITATIONS
0
READS
123
2 authors:
Some of the authors of this publication are also working on these related projects:
Optical Fiber Sensors View project
Metamaterials for Terahertz View project
Marcos A R Franco
Instituto de Estudos Avançados
128 PUBLICATIONS   769 CITATIONS   
SEE PROFILE
Alice L. S. Cruz
Instituto de Estudos Avançados
11 PUBLICATIONS   32 CITATIONS   
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Marcos A R Franco on 16 August 2018.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
aninh
Realce
Technologia Terahertz: Avanços e Potenciais 
Aplicações - Uma Revisão 
Marcos A. R. Franco 
Instituto de Estudos Avançados – IEAv 
marcos.a.r.franco@gmail.com 
Alice L. S. Cruz 
Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA 
alicelscruz@gmail.com
Resumo—Até recentemente, a faixa Terahertz do espectro 
eletromagnético era conhecida como o gap Terahertz. Poucas 
pesquisas exploravam esta faixa de frequências e pouca 
instrumentação estava disponível a custos aceitáveis. Nestas 
últimas duas décadas a tecnologia Terahertz vem avançando 
decisivamente com inovações em tecnologias de fontes e detectores. 
Como consequência, estão em desenvolvimento técnicas e 
aplicações nas mais diversas áreas, explorando as características 
únicas da radiação Terahertz. Este artigo apresenta uma breve 
revisão dos recentes avanços, técnicas e aplicações da tecnologia 
Terahertz. 
Keywords—terahertz; espectroscopia; comunicações;
metamateriais; sensores; imageamento 
I. INTRODUÇÃO
A faixa Terahertz (THz) do espectro eletromagnético é
usualmente definida no intervalo de ~100 GHz (l » 3 mm) a 
~10 THz (l » 30 µm), situando-se entre as micro-ondas e o 
infravermelho distante (Fig. 1) [1]-[5]. Por longo tempo a faixa 
THz permaneceu um campo inexplorado pela ausência de fontes 
e detectores a baixo custo. As primeiras aplicações foram 
realizadas por astrônomos, usando fontes THz naturais como o 
sol e os raios cósmicos. Embora fontes THz naturais (emissões 
termais) existam em abundância, é difícil sua detecção devido à
incoerência do sinal. Na última década os avanços na fotônica e 
na microeletrônica têm possibilitado muitos desenvolvimentos 
para esta faixa do espectro [1]-[5]. Como consequência, há um 
crescente interesse acadêmico e industrial em explorar as 
potenciais aplicações. A radiação Terahertz tem propriedades 
únicas que possibilitam múltiplos usos, dentre essas 
propriedades destacam-se: ser uma radiação não ionizante de 
baixa energia e segura para aplicações biológicas e médicas, a
elevada penetração em meios dielétricos secos, o largo intervalo 
espectral e a elevada largura de banda para comunicações, as 
assinaturas de absorção distintas de muitos gases e líquidos com 
moléculas polares, a maior resolução em imageamento que as 
micro-ondas e a maior penetração que o infravermelho [1]-[5].
Neste trabalho, apresentaremos uma breve revisão dos avanços 
da tecnologia Terahertz as tendências e as potenciais aplicações 
[6]-[9]. 
II. AVANÇOS DA TECNOLOGIA TERAHERTZ
A aplicação da tecnologia THz tem se tornado uma realidade 
apoiada nos avanços no desenvolvimento de fontes e detectores 
baseados em microeletrônica e lasers ultrarrápidos [10]-[20]. 
Consequentemente, a tecnologia THz tem avançado em muitas 
áreas e aplicações, nominalmente: na espectroscopia THz no 
domínio do tempo [2], no monitoramento de processos químicos 
dinâmicos, na detecção de alterações morfológicas em tecidos 
vivos e amostras biológicas [5], [21]-[28], na tecnologia de 
alimentos [29], na inspeção não invasiva [4], no imageamento 
e escaneamento de segurança [30]-[33], na detecção de espécies 
químicas e na defesa química e bacteriológica [34]-[38], na 
microscopia THz [39], na caracterização de materiais na faixa 
THz [40]-[47], no desenvolvimento de novos metamateriais 
[48]-[56], na comunicação segura em campo de batalha, na 
comunicação indoor com ultra alta banda de transmissão [57]-
[62], em aplicações espaciais de comunicação entre satélites ou 
na detecção de detritos espaciais ou de micro-nanossatélites 
[64], no desenvolvimento de dispositivos ultrarrápidos a base de 
grafeno [65]-[69], no desenvolvimento de novos guias de ondas 
THz [70]-[77], na manufatura aditiva de componentes passivos 
THz [78]-[83] e na medida da Seção Reta Radar de objetos em 
escala reduzida em aplicações de Defesa [84]-[85].
Fig. 1. Espectro Eletromagnético 
A. Fontes e Detectores Terahertz 
Desde a primeira demonstração de geração de sinal THz a 
partir de pulsos laser ultracurtos nos anos 80, muito se avançou 
no desenvolvimento de fontes THz. Na década de 90 foram 
apresentadas as primeiras fontes THz baseadas em Quantum 
Cascade Laser o que abriu a possibilidade de inovações na 
indústria e na pesquisa [13]-[16]. Em seguida, avançou-se na
técnica de geração de sinal THz por retificação óptica em 
materiais especiais e no projeto de antenas fotocondutivas que 
permitem gerar sinal THz de ~0,1 a ~5 THz com baixos custos 
e excelente portabilidade [1]-[5], [10]-[20]. A fronteira da
pesquisa em fontes THz reside, atualmente, na geração de sinal 
de alta potência. As técnicas atuais permitem gerar campos THz 
com intensidade da ordem de MV cm-1, altamente direcional 
(< 6o) e ultralargo (~0,1 a 10 THz). Novas pesquisas em fontes 
baseadas em pulsos laser ultracurtos (sub-femtosegundo) 
permitirão larguras de banda de ~0,1 a ~100 THz [17]. Novos 
avanços são apresentados constantemente, tais como: explorar 
plasmons para aumentar a intensidade de geração de sinal THz 
[18], empregar material supercondutor [19] ou mesmo gerar 
THz na ponta de uma fibra óptica [20]. 
18 SBMO - Simpósio Brasileiro de Microondas e Optoeletrônica e 13 CBMAG - Congresso Brasileiro de Eletromagnetismo
554
B. Espectroscopia Terahertz 
Espectrômetros Terahertz no domínio do tempo (THz-TDS) 
ou no domínio da frequência são os instrumentos com maior 
emprego nas pesquisas THz sobre materiais, análises 
espectroscópicas de líquidos e gases e aplicações industriais. Os 
THz-TDS foram apresentados na literatura em 1995 e são os 
espectrômetros mais usuais em tecnologia THz. Um THz-TDS 
portátil utiliza um lazer femtosegundo para prover dois sinais 
ópticos. Um dos caminhos ópticos passa por uma linha de atraso 
variável e, em seguida, o sinal é focado em uma antena 
fotocondutiva que gera o sinal THz pulsado com dezenas de 
picosegundo de largura temporal e 4 a 5 THz de largura 
espectral. A detecção baseia-se no princípio inverso de 
operação da antena fotocondutiva. Para a detecção utiliza-se o 
segundo feixe óptico para polarizar a antena fotocondutiva do 
detector e quando o sinal THz incidi na antena fotocondutiva 
gera um sinal elétrico que pode ser medido facilmente. O
sistema utiliza um esquema de amostragem por meio de uma 
varredura temporal obtida pela variação da linha de atraso do
feixe óptico principal e pela sincronia temporal com o segundo 
feixe, que ao incidir no receptor habilita a detecção num 
pequeno intervalo de tempo da ordem de dezenas de
femtosegundo. Nesta técnica de amostragem, milhares de 
pulsos THz são necessários para se obter o formato de um único 
pulso THz no domínio do tempo. O espectro de transmissão 
THz pode ser obtido pela aplicação de uma transformada rápida 
de Fourier nos dados de intensidade de campo Elétrico da onda 
THz em função do tempo [1]-[5]. Um arranjo esquemático de 
um THz-TDS é apresentado na Fig. 2. 
Fig. 2. Espectrômetro THz no domínio do tempo (THz-TDS). 
III. POTENCIAIS APLICAÇÕES DA TECNOLOGIATHZ
Os recentes avanços na tecnologia THz têm permitido 
investigar sua aplicação em diferentes áreas. As aplicações 
biológicas têm explorado a capacidade da radiação THz em 
excitar modos vibracionais e rotacionais em numerosas 
moléculas de interesse e fônons em cristais. Devido à alta 
sensibilidade da radiação THz aos estados ligados do 
hidrogênio e sua prevalência em água líquida e tecidos 
biológicos é possível o emprego do sinal THz em medicina 
diagnóstica, detecção de alterações morfológicas de tecidos, 
detecção de câncer, imageamento [21]-[28] e monitoramento de 
processos e qualidade na indústria de alimentos [29]. O
imageamento na faixa THz vem se consolidando como a 
aplicação com maior mercado [30]-[33]. O imageamento THz 
pode fornecer informações complementares às obtidas com 
micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta ou raio x. 
As imagens THz têm melhor resolução com relação às obtidas 
em menores frequências e, para maiores frequências, as ondas 
THz têm maior penetração, o que permite análises não 
invasivas e aplicações como escaneamento de correspondência, 
de pacotes e escaneamento de pessoas em aeroportos. Imagens 
tomográficas também são possíveis com ondas THz o que 
permite vislumbrar aplicações e análises com a formação de 
imagens e análise espectral simultaneamente [33]. 
O setor de Defesa se apoia em inovações tecnológicas e as 
ondas THz são uma nova fronteira do conhecimento e um 
desafio. As aplicações em Defesa, atualmente mais maduras, 
estão relacionadas às análises espectroscópicas para a detecção 
de materiais explosivos, drogas ou agentes biológicos. Devido 
à distinta assinatura de absorção desses materiais é possível a
detecção, medida de concentração e reconhecimento das 
espécies químicas, mesmo em misturas complexas ou quando o 
contaminante está difuso em gases, diluído em liquido ou 
embebido em sólido [34]-[38]. O desenvolvimento de fontes, 
detectores e componentes THz têm, também, possibilitado 
inovar em sistemas de análise e medida, tal como, a microscopia 
THz com potencial aplicação em nanotecnologia [39]. 
 O desenvolvimento da tecnologia THz demanda conhecer 
as propriedades eletromagnéticas de diferentes materiais. Uma 
vasta literatura é dedicada a reportar as propriedades de 
dielétricos, líquidos, gases, materiais orgânicos e cristais 
líquidos na faixa THz [40]-[47]. No estudo de polímeros e 
vidros, sabe-se que seus estados vibracionais estão ligados à 
estrutura do material e às propriedades ópticas e mecânicas. A 
radiação THz tem permitido analisar esses estados vibracionais
para além dos dados obtidos com as clássicas técnicas de 
espalhamento Raman ou a espectroscopia no infravermelho 
distante [47]. Estudos aplicados têm sido realizados com óleos 
lubrificantes [47], amostras de solo [45], amostras de alimentos 
[43], cristais líquidos [41] e polímeros empregados em 
manufatura aditiva 3D [42]. 
Os metamateriais são estruturas periódicas projetadas para 
se obter propriedades de conjunto muito distintas das 
propriedades de cada material constituinte da sua estrutura. 
Similarmente aos metamateriais, as metassuperfícies são 
estruturas planares periódicas compostas por diferentes 
materiais com a finalidade de se obter um comportamento de 
conjunto não possível de se obter com materiais naturais. 
Tipicamente projeta-se metassuperfícies e metamateriais para 
operação como filtro espectral, para o controle de reflexão ou 
transmissão e como absorvedores sintonizáveis. Metamateriais 
e metassuperfícies são temas recorrentes na pesquisa em várias 
faixas de frequência, desde as micro-ondas até a faixa óptica. 
Ambas estruturas têm sido recentemente investigadas para 
múltiplos propósitos na faixa de ondas THz [48]-[56].
Destacam-se as pesquisas sobre metamateriais THz 
absorvedores perfeitos, operando em multibanda ou banda 
larga, para emprego em novos sistemas imageadores THz [52],
[56].
A demanda por banda de telecomunicação tem crescido 
vertiginosamente em anos recentes. Esta demanda indica a
necessidade de se explorar mais eficazmente o espectro 
18 SBMO - Simpósio Brasileiro de Microondas e Optoeletrônica e 13 CBMAG - Congresso Brasileiro de Eletromagnetismo
555
aninh
Realce
aninh
Realce
eletromagnético e, em especial, a faixa THz [57]-[63]. Por esse 
motivo, muito recentemente, grande esforço vem sendo 
reportado no desenvolvimento de técnicas de transmissão e 
recepção, tirando proveito das propriedades únicas das ondas 
THz, tal como, a elevada capacidade de banda. Por outro lado, 
busca-se contornar a questão da elevada atenuação do sinal THz 
na atmosfera húmida [57]-[59]. Uma possibilidade mais 
imediata de utilização são as comunicações indoor a curtas 
distâncias, na qual o sistema THz se integra a uma rede mista 
com outras tecnologias de comunicação sem fio [59]-[60]. Uma 
aplicação com grande impacto comercial é a comunicação sem 
fio THz em datacenters, aproveitando a elevada banda 
disponível nas altas frequências. Dispositivos avançados têm,
também, sido propostos para a modulação de sinal THz 
baseados em novas tecnologia como o Grafeno [63] ou em 
sistemas híbridos utilizando conversão do sinal óptico para THz 
[60]. As ondas THz também estão sendo estudadas para 
aplicações espaciais, tal como, a comunicação via satélite e
entre satélites e, mais recentemente, em sistemas Radar na faixa 
THz operando no espaço para a detecção de detritos espaciais, 
micro e nanosatélites [64]. 
As áreas de eletrônica e fotônica têm investido considerável 
atenção na tentativa de empregar novos materiais 
bidimensionais, como o grafeno, para desenvolver sistemas 
ultrarrápidos ou sintonizáveis, dentre outros. A tecnologia THz 
também busca utilizar o grafeno tendo em conta as suas 
propriedades nesta faixa de frequências [65]-[69], tais como: as
não usuais propriedades não lineares do grafeno na faixa THz e 
a facilidade de excitação de plasmons de superfície. Essas 
propriedades vêm sendo exploradas para aplicação em sistemas 
de comunicação e sensoriamento [65], [68]. 
O desenvolvimento da tecnologia THz passa pelo 
desenvolvimento de componentes para a montagem de sistemas 
mais complexos, tais como: guias de ondas, lentes, 
polarizadores, divisores de potência e acopladores. Umas das 
áreas em destaque é o desenvolvimento de guias de ondas 
dielétricos com baixas perdas para a propagação THz [70]-[77]. 
Fibras THz em polímeros ou vidros têm sido propostas, 
fabricadas e caracterizadas, baseando-se na experiência prévia 
com fibras ópticas de cristal fotônico (PCF – Photonic Crystal 
Fibers). Fibras porosas, fibras que operam pelo efeito de 
bandgap fotônico, ou fenômeno antiressonante e fibras de 
núcleo oco são alguns dos muitos designs investigados [70].
Mais recentemente, tem-se reportado a fabricação de guias THz 
utilizando-se a manufatura aditiva 3D em polímeros, tanto no 
preparo das pré-formas dos guias/fibras, quanto na impressão 
direta do guia de onda em impressoras 3D [73], [76]-[78]. As 
impressões são baseadas nas tecnologias de deposição de fio de 
polímero fundido (FDM – Fused Deposition Modeling) ou na 
técnica de estereolitografia (SLA), na qual um laser cura uma 
resina líquida ponto a ponto, criando camada por camada a 
estrutura impressa [70], [72]-[77]. Nesta mesma direção, vários 
outros componentes têm sido fabricados utilizando-se as 
técnicas de manufatura aditiva 3D [78]-[83]. As impressões 
podem ser realizadas também em metal utilizando-se a técnica 
de sinterização a laser (DMLS – Direct Metal Laser Sintering)
[81]-[83]. 
Uma aplicação do setor de Defesa e da área espacial tornou-
se possível com o desenvolvimento de fontes THz e 
espectrômetros no domínio do tempo (THz-TDS). A aplicação é 
a medida de seção reta radar (RCS - Radar Cross Section) de 
veículos aéreos, marítimos, terrestres e detritos ouobjetos no
espaço próximo à orbita terrestre. A RCS é um parâmetro que 
indica a capacidade de um objeto refletir uma onda 
eletromagnética. Ela é um importante requisito de projetos de 
veículos militares, na medida que a redução da RCS aumenta a 
capacidade de sobrevivência em um teatro de batalha, já que 
reduz a probabilidade de ser detectado pelo oponente. Para 
aplicações espaciais a determinação da RCS possibilita 
identificar o tipo de detrito ou objeto e avaliar o risco para 
operação de estações espaciais ou realização de missões no 
espaço. A determinação experimental de RCS é geralmente 
custosa, demanda longo tempo, grande logística e equipe 
especializada. Uma forma de reduzir essas dificuldades é utilizar 
a técnica de medida de RCS de objetos em escala reduzida 
(Compact Range Measurements). Numa medida em escala, a
redução da dimensão do modelo deve acarretar um aumento 
proporcional da frequência da onda eletromagnética na qual as 
medidas serão realizadas. Desta forma, é possível medir a RCS 
de uma aeronave de combate com 20 m de comprimento 
iluminada por um radar de 10 GHz, utilizando um modelo 3D 
da aeronave com 20 cm de comprimento (redução de 100x) e 
uma onda eletromagnética de 1 THz. Obviamente, o modelo 3D 
reduzido deve ser metalizado para que as reflexões possam ser 
medidas. O modelo metalizado permite medir a RCS 
correspondente à forma do objeto e não de seus materiais reais.
Porém, a RCS associada à forma é o dado principal para 
identificar os objetos (assinatura radar). Esta técnica vem sendo 
recentemente explorada para aplicações militares e espaciais 
dada a facilidade de realizar as medidas de RCS com sistemas 
THz e devido à redução de custo dos atuais sistemas THz-TDS. 
Uma medida de RCS em um típico sistema THz-TDS, operando 
de ~100 GHz a ~ 5 THz, permite obter a RCS equivalente de 
toda a faixa usual de radares (~1 GHz a ~ 40 GHz) [84]-[85]. 
CONCLUSÃO
Neste trabalho de revisão foram brevemente apresentados os 
mais recentes avanços na pesquisa da tecnologia Terahertz e 
suas aplicações. Fica claro que há um grande esforço da 
comunidade científica internacional para explorar melhor as 
potencialidades da tecnologia THz, gerar inovações e aplicações 
práticas. Recentemente, a comunidade científica brasileira tem 
voltado seu interesse para o tema THz e os primeiros resultados 
já se tornam disponíveis [74]-[77]. O promissor futuro da 
tecnologia THz envolve grandes desafios, mas o potencial de 
geração de conhecimento, novos produtos e aplicações é 
igualmente grande. 
AGRADECIMENTOS
Agradecemos à CAPES, CNPq, FAPESP pelo apoio as 
pesquisas e bolsas de estudos e à FAPESPA pelo apoio ao INCT 
Redes e Sensores Ópticos. 
REFERENCIASS
[1] Yun-Shik Lee, “Principles of Terahertz Science and Technology,” 
Springer, New York, NY, 2009.
[2] K. E. Peiponen, J. A. Zeitler and M. K. Gonokami, “Terahertz 
Spectroscopy and Imaging,” Springer, New York, NY, 2013.
18 SBMO - Simpósio Brasileiro de Microondas e Optoeletrônica e 13 CBMAG - Congresso Brasileiro de Eletromagnetismo
556
aninh
Realce
[3] X. C. Zhang, J. Xu, “Introducing to THz Wave Photonics,” Springer, 
New York, NY, 2010.
[4] D. Mittleman, “Sensing with Terahertz Radiation,” Springer, New York, 
NY, 2003.
[5] X. Yin, B. Ng and D. Abbott, “Terahertz Imaging for Biological 
Applications,” Springer, New York, NY, 2012.
[6] C. Jansen, et al, “Applications for THz Systems,” Optik & Photonik, No. 
4, pp. 26-27, Dec. 2008. 
[7] D. M. Mittleman, “Perspective: Terahertz Science and Technology,” J. 
Appl. Phys. No. 122, 230901, 2017. 
[8] B Zhu, et al, “Terahertz Science and Technology and Applications,” 
PIERS Proceed. Beijing, China, pp. 1166-1170, March 23-27, 2009. 
[9] S. S. Dhillon, et al, “The 2017 Terahertz Science and Technology 
Roadmap,” J. Phys. D: Appl. Phys, No. 50, 043001, 2017.
[10] Y. Wang, C. Jabbour Jr. and J. M. O. Zide, “Materials for 1.55 um-
Pumped Terahertz Photoconductive Switches; A Review,” Proc. SPIE 
10383, Terahertz Emitters, receivers and Applications VIII, 2017. 
[11] N. M. Burford and M. O. El-Shenawee, “Review of Terahertz 
Photoconductive Antenna Technology,” Optical Engineering, vol. 56, No. 
1, 010901, 2017. 
[12] I. Malhotra, K. R. Jha and G. Singh, “Terahertz Antenna Technology for 
Imaging Applications: A Technical Review,” Int. J. Microw. Antenn. 
Technol. Imag. Appl., Feb. 2018. Published online: 
https://doi.org/10.1017/S175907871800003X
[13] R. A. Lewis, “A Review of Terahertz Sources,” J. Phys. D: Appl. Phys, 
No. 47, 374001, 2014. 
[14] E. Linfield, “A Source of Fresh Hope,” Nature Photonics, vol. 1, pp. 257-
256, May 2007. 
[15] N. Horiuchi, “Bright Terahertz Sources,” Nature Photonics, vol. 7, pp. 
670-671, Sept. 2013, a Interview with Xi-Cheng Zhang. 
[16] C. Sirtori, S. Barbieri and R. Colombelli, “Wave Engineering With THz 
Quantum Cascade Lasers,” Nature Photonics, vol. 7, pp. 691-701, Sept. 
2013. 
[17] X. C. Zhang, A. Shkurinov and Y. Zhang, “Extreme Terahertz Science,” 
Nature photonics, vol. 11, pp. 16-18, Jan. 2017. 
[18] D. M. Mittleman, “Frontiers in Terahertz Sources and Plasmonics,” 
Nature Photonics, vol. 7, pp. 666-669, Sept. 2013. 
[19] U. Welp, K. Kadowaki and R. Kleiner, “Superconductive Emitters of THz 
Radiation,” Nature Photonics, vol. 7, pp. 702-710, Sept. 2013. 
[20] M. Yi, et al, “Terahertz Waves Emitted from an Optical Fiber,” Opt. 
Express, vol. 18, No. 13, pp. 13693-13699, Jun 2010. 
[21] X. Yang, et al, “Review Biomedical Applications of Terahertz 
Spectroscopy and Imaging,” Trends in Biotechnology, vol. 34, No. 10, 
pp. 810-824, Oct 2016. 
[22] Q. Sun, et al, “Recent Advances in Terahertz Technology for Biomedical 
Applications,” Quant. Imaging Med. Surg., vol. 7, No. 3, pp. 345-355, 
2017. 
[23] G. J. Wilmink and J. E. Grundt, “Current State of Research on Biological 
Effects of Terahertz Radiation,” J. Infrared Milli. Terah. Waves, vol. 32, 
pp. 1074-1122, 2011. 
[24] C. Yu, S. Fan, Y. Sun and E. P. MacPherson, “The Potential of Terahertz 
Imaging for Cancer Diagnosis: A Review of Investigations to Date,” 
Quant. Imaging Med. Surg.” Vol. 2, pp. 33-45, 2012. 
[25] E. P. MacPherson and V. P. Wallace, “Terahertz Pulsed Imaging – A
Potential Medical Imaging Modality?,” Photodiagnosis and 
Photodynamic Therapy, vol. 6, pp. 168-134, 2009. 
[26] E. P. J. Parrott, Y. Sun and E. P. MacPherson, “ Terahertz Spectroscopy: 
Its Future Role in Medical Diagnoses,” J. Molecular Struc. Vol. 1006, pp. 
66-76, 2011. 
[27] H. Cheon, H. J. Yang and J. H. Son, “Toward Clinical Cancer Imaging 
Using Terahertz Spectroscopy,” IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron., 
vol. 23, No. 4, July/Aug. 2017. 
[28] I. Echchgadda, et al, “Using a Portable Terahertz Spectrometer to 
Measure the Optical Properties of in Vivo Human Skin,” J. Biomedical 
Opt., vol. 18, No. 12, Dec. 2013. 
[29] A. A. Gowen, et al, “Terahertz Time Domain Spectrocopy and Imaging: 
Emerging Techniques for Food Process Monitoring and Quality Control,” 
Trends in Food Sci. & Tecnology, vol 25, pp. 40-46, 2012. 
[30] W. Zhang and Y. Wang, “A Review of Terahertz Imaging Systems in 
CMOS,” International Applied Computational Electromagnetics Society 
Symposium, ACES – Suzhou, China, 1-4 August, 2017. 
[31] W. L. Chan, J. Deibel and D. M. Mittleman, “Imaging With Terahertz 
Radiation,” Rep. Prog. Phys. 70, pp. 1325-1379, 2007. 
[32] C. Jansen, et al, “Terahertz Imaging: Applications and Perspectives,” 
Appl. Optics, vol. 49, No. 19, pp. E48-E57, July 2010. 
[33] D. M. Mittleman, “Twenty Years of Terahertz Imaging,” Opt. Express, 
vol. 26. No. 8, pp. 9417-9431, Apr. 2018.
[34] J. S. Caygill, F. Davis and S. P. J. Higson, “Current Trends in Explosive 
Detection Techniques,” Talanta, vol. 88, pp. 14-29, 2012. 
[35] D. S. Moore, “Recent Advances in Trace Explosives Detection 
Instrumentation,”Sens. Imaging, vol. 8, pp. 9-38, 2007. 
[36] L. Ho, M. Pepper and P. Taday, “Terahertz Spectroscopy Signatures and 
Fingerprints,” Nature Photonics, vol. 2, pp. 541-543, 2008. 
[37] D. Woolard, “Terahertz Sensing Science & Electronic Technology for CB 
Defense,” Emerging EO Phenomenology, vol. 19, pp. 1-24, 2005. 
[38] A. G. Davies, et al, “Terahertz Spectroscopy of Explosives and Drugs,” 
Materials Today, vol. 11, No. 3, pp. 18-26, Mar. 2008. 
[39] T. L. Cocker, et al, “An Ultrafast Terahertz Scanning Tunnelling 
Microscope,” Nature Photonics, vol. 7, pp. 620-625, Jul. 2013. 
[40] J. l. Hughes and T. I. Jeon, “A Review of the Terahertz Conductivity of 
Bulk and Nano-Materials,” J. Infrared Milli. Terah. Waves, vol. 33, Issue 
9, pp. 871-925, 2012. 
[41] H. Park, et al, “Evaluating Liquid Crystal Properties for use in Terahertz 
Devices,” Opt. Express, vol. 20, No. 11, pp. 11899-11905, May 2012. 
[42] S. F. Bush, et al, “Optical Properties of 3D Printable Plastics in the THz 
Regime and their Applications for 3d Printed THz Optics,” J. Infrared. 
Milli. Waves, vol. 33, Issue , pp. 993-997, 2014. 
[43] J. El Haddad, et al, “Review in Terahertz Spectral Analysis,” Trends in 
Analytical Chemistry, vol. 44, pp. 98-105, 2013. 
[44] A. J. L. Adam, “Review of Near-Field Terahertz Measurement Methods 
and Their Applications,” J. Infrared Milli terah Waves, vol. 32, pp. 976-
1019, 2011. 
[45] R. A. Lewis, “Invited Review Terahertz Transmission, Scattering, 
Reflection, and Absorption – the Interaction of THz Radiation with 
Solids,” J. Infrared Milli Terahz Waves, vol. 38, pp. 799-807, 2017. 
[46] L. Consolino, s. Bartalini, P. De Natale, “Terahertz Frequency Metrology 
for Spectroscopic Applications: A Review,” J. Infrared Milli Terah 
Waves, vol. 38, pp. 1289-1315, 2017. 
[47] M. Naftaly and R. E. Miles, “Terahertz Time-Domain Spectroscopy for 
Material Characterization,” Proceedings of IEEE, vol. 95, No. 8, pp. 
1658-1665, 2007. 
[48] I. Al-Naib and W. Withayachumnankul, “Recent Progress in Terahertz 
Metasurfaces,” J. Infrared Milli. Terahz. Waves, vol. 38, pp. 1067-1084, 
2017. 
[49] A. Lakhtakia, et al, “Bionspired Multicontrollable Metasurfaces and 
Metamaterials for Terahertz Applications,” Proc. Of SPIE, vol. 10162, 
2017. 
[50] C. Shi, et al, “Compact Broadband Terahertz Perfect Absorber Based on 
Multi-Interference and Diffraction Effects,” IEEE Trans. Terah. Sci. 
Technol., vol. 6, No. 1, pp. 40-44, 2016. 
[51] B. X. Wang, et al, “Design of a Four Band and Polarization-Insensitive 
Terahertz Metamaterial Absorber,” IEEE Photon. J., vol. 7, No. 1, Feb. 
2015. 
[52] J. Y. Rhee, et al, “Metamaterial-based Perfect Absorbers,” J Electromag, 
Waves Appl., vol. 28, No. 13, pp. 1541-1580, 2014. 
[53] B. Reinhard, O. Paul and M. Rahm, “Metamaterial-Based Photonic 
Devices for Terahertz Technology,” IEEE J. Selec. Quant. Electronics, 
vol. 19, No, 1, Feb. 2013. 
[54] D. Mittleman, “A Tunable Terahertz Response,” Nature Photonics, pp. 
267-vol. 2, Mar. 2008. 
18 SBMO - Simpósio Brasileiro de Microondas e Optoeletrônica e 13 CBMAG - Congresso Brasileiro de Eletromagnetismo
557
[55] L. Ju, et al,” Graphene Plasmonics for Tunable Terahertz Metamaterials, 
Nature Nanotechnology, vol. 6, pp. 630-634, Oct. 2011. 
[56] F. Alves, et al, “Bi-material Terahertz Sensors Using Metamaterial 
Structures,” Opt. Express, vol. 21, No. 1, pp. 13256-13271, Jun. 2013. 
[57] T. K. Ostmann, T. Nagatsuma, “A Review on Terahertz Communications 
Research,” J. Infrared Milli. Terahz. Waves, vol. 32, pp. 143-171, 2011. 
[58] H. J. Song and T. Nagatsuma, “Present and Future of Terahertz 
Communications,” IEEE Trans. THz Sci. Technol. vol. 1, No. 1, Sept. 
2011. 
[59] T. Kürner and S. Priebe, “Towards THz Communicatioms – Status in 
Research, Standardization and Regulation,” J. Infrared Milli. Waves, vol. 
35. pp. 53-62, 2014. 
[60] Tadao, Nagatsuma, G. Ducornau, and Cyril C. Renaud,” Advances in 
Terahertz Communicatins Accelerated by Photonics,” Nature Photonics, 
vol. 10, pp. 371-379, Jun 2016. 
[61] J. Federici and L. Moeller, “ Review of Terahertz and Subtherahertz 
Wireless Communications,” J. Appl. Phys. Vol. 107, 111101, 2010. 
[62] S. Koenig, et all, “Wireless Sub-THz Communication System With High 
Data Rate,” Nature Photonics, vol. 7, pp. 977-981, Dec. 2013. 
[63] A. Y. Nikitin, “Telecom Meets Terahertz,” Nature Photonics, vol. 12, pp. 
3-8, Jan. 2018. 
[64] X. Yang, et al, “Three-Dimensional Imaging os Space Debris With 
Space-Based Terahertz Radar,” IEEE Sensors J., vol. 18, No. 3, pp. 1063-
1072, Feb 2018. 
[65] V. Singh, et al, “Graphene Based Materials: Past, Present and Future,” 
Prog. Mater. Sci., vol. 56, pp. 1178-1271, 2011. 
[66] P. Tassin, T. Koschny and C. M. Soukoulis, “Graphene for Terahertz 
Applications,” Science, vol. 341, pp. 620-621, 2013. 
[67] D. C. Serrano and J. S. G. Diaz, “Graphene-based Antennas for Terahertz 
Systems: A Review,” FERMAT, 2017. [Online]. Available: 
http://arxiv.org/abs/1704.00371 
[68] C. J. Docherty and M. B. Johnston, “Terahertz Properties of Graphene,” 
J. infrared Milli. Terah. Waves, vol. 33, pp. 797-815, 2012. 
[69] N. Horiuchi, “Terahertz Surprises,” Nature Photonics, vol. 12, pp. 124-
130, Mar. 2018.
[70] A. Argyros, “Microstructures in Polymer Fibres for Optical Fibres, THz 
Waveguides, and Fibre-Based Metamaterials,” ISRN Optics, vol 2013, 
pp. 1-22, 2013. 
[71] H. Bao, K. Nielsen, O. Bang, and P. U. Jepsen, “Dielectric Tube 
Waveguides with Absorptive Cladding for Broadband, Low-Dispersion 
and Low Loss THz Guiding,” Scientific Reports, vol. 5, 7620, pp. 1-9, 
2015. 
[72] S. Atakaramians, et al, “THz Porous Fibers: Design, Fabrication and 
Experimental Characterization,” Opt. Express, vol. 17, No. 16, pp. 14053-
14062, 2009. 
[73] A. L. S. Cruz, et al, “3D Printed Hollow Core Fiber With Negative 
Curvature for Terahertz Applications,” J. Microw. Optoelectron. 
Electromagn. Appl., vol. 14, No. SI-1, pp. 45-53, 2015. 
[74] A. L. S. Cruz, A. C. C. Migliano and M. A. R. Franco, “Polymer Optical 
Fibers for Terahertz: Low Loss Propagation and High Evanescent Field,” 
SBMO/IEEE MTT-S International Microwave & Optoelectronics 
Conference (IMOC), Rio de Janeiro, pp. 1-5, 2013. 
[75] A. L. S. Cruz, et al, “Highly Birefringent Polymer Terahertz Fiber With 
Microstructure of Slots in the Core,” The 22nd International Conference 
on Plastic Optical Fibers (POF), Búzios, Set 11-13, 2013. 
[76] A. L. S. Cruz, “Exploring THz Hollow-Core Fiber Designs Manufactured 
by 3D Printing,” SBMO/IEEE MTT-S International Microwave and 
Optoelectronics Conference (IMOC), Águas de Lindoia, Aug 27-30, 
2017. 
[77] A. L. S. Cruz, et al, “3D-Printed Terahertz Bragg Fiber,” 40th 
International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves 
(IRMMW-THz), Hong Kong, 2015. 
[78] J. Li, et al, “3D Printed Hollow Core Terahertz Bragg Waveguides With 
Defect Layers for Surface Sensing Applications,” Opt. Express, vol. 25, 
No. 4, pp. 4126-4144, 2017. 
[79] W. D. Furlan, et al, “3D Printed Diffractive Terahertz Lenses,” Opt. Lett., 
vol. 41, No. 8, pp. 1748-1751, Apr. 2016. 
[80] A. I. H. Serrano, et al, “Fabrication of Gradient-Refractive-Index Lenses 
for Terahertz Applications by Three-Dimensional Printing,” J. Opt. Soc. 
Amer., vol. 33, No. 5, pp. 928-931, May 2016. 
[81] W. J. Otter, S. Lucyszyn, “Hybrid 3-D Printing Technology for Tunable 
THz Applications,” Proceedings of the IEEE, vol. 105, No. 4, pp. 756-
767, Apr. 2017. 
[82] B. Zhang, et al, “Investigation on 3-D-Printing Technologies for 
Millimeter-Wave and terahertz Applications,” Proceedings of IEEE, vol. 
105, No.4, pp. 723-736, Apr. 2017. 
[83] B. Zhang, et al, “Review of 3D Printed Millimeter-Wave and Terahertz 
passive Devices,” Int. J. Antenn. Propag., vol. 2017, ID 1297931, pp. 1-
10, 2017.[84] K. Iwaszcuk, H. Heiselberg and P. U. Jepsen, “Terahertz Radar Cross 
Section Measurements,” Opt. Express, vol. 18, No. 25, pp. 26399-26408, 
Dec. 2010. 
[85] R. Gente, et al, “Scaled Bistatic Radar Cross Section Measurements of 
Aircraft With a Fiber-Coupler THz Time-Domain Spectrometer,” IEEE 
Trans. Terah. Sci. Technol., vol. 2, No. 4, pp. 424-431, 2012. 
 
18 SBMO - Simpósio Brasileiro de Microondas e Optoeletrônica e 13 CBMAG - Congresso Brasileiro de Eletromagnetismo
558
View publication statsView publication stats