TeraSense开发了一种受专利保护的原创技术，用于制造新一代用于太赫兹成像的半导体探测器阵列。与其它工作在太赫兹波段（0.1-0.7 THz）的探测器相比，TeraSense 开发的探测器具有高灵敏度的优势。得益于 TeraSense 技术与半导体工业大规模生产线的兼容性，其探测器能够以二维阵列的形式低成本、轻松地实现大批量制造。此外，这些探测器阵列在像素数量上具有良好的可扩展性。
TeraSense 成像芯片使得生产极其紧凑且灵敏的太赫兹相机成为可能。关键在于，这种相机的空间分辨率约为 1 毫米，成像时间小于 1 秒。这使得 TeraSense 成像芯片能够有效地应用于医疗诊断、无损检测以及许多其他太赫兹应用领域。
在太赫兹产生方面，TeraSense 采用其专有的 IMPATT（碰撞电离雪崩渡越时间二极管）技术和返波管技术。这些太赫兹源能够在亚太赫兹频率（0.1 — 0.3 THz）范围内提供高达 1 瓦的输出功率。
科学概念
TeraSense 技术源自过去几十年来研究热度激增的等离子体激元领域所开展的长期基础研究。一个重要的推动力来自等离子体波的物理特性，即能够将电磁辐射限制在亚波长尺度上。此外，等离子体波可以在芯片上进行有效操控。等离子体激元概念已在光谱光学波段工作的器件中找到了大量应用。然而，近期在半导体 AlGaAs/GaAs 纳米结构纯度方面取得的进展，使得将等离子体激元概念从光谱光学区域适配到微波和太赫兹波段成为可能。
遗憾的是，标准的二维等离子体激元仅在其频率 ω > 1/τ 时才可被观测到，其中动量弛豫时间 τ 会随着温度的升高而显著缩短。因此，等离子体激元效应仅在频率足够高且温度足够低的情况下才可见。事实上，在 f < 500 GHz 这一具有应用吸引力的频率范围内，二维等离子体波仅在 T < 80 K 的低温条件下才被观测到。这一事实严重阻碍了等离子体电子学在太赫兹应用领域的发展。
规避这一限制的一种方法是处理相对论性等离子体激发——这是最近在栅控二维电子系统中发现的一种新型等离子体波。这些弱阻尼等离子体波在高电导率（2πσ > c）的电子系统中被激发，并表现出强烈的极化子特性。已有研究证明，这种相对论性等离子体激元在微波和亚太赫兹频段内能够在室温下稳定存在。
在 TeraSense 探测器中，太赫兹辐射通过沉积在晶体表面的宽带天线结构，被转换为相对论性等离子体波的交流电势。此外，由于等离子体波导的非对称性，等离子体波的交流电势被整流，从而产生可测量的光响应信号。探测器的几何结构可根据特定的太赫兹频段进行选择匹配。
TeraSense 半导体工厂
TeraSense 成像芯片的生产包括在 TeraSense 半导体工厂的特殊洁净室条件下进行的多个光刻步骤。洁净室是一种环境污染物（如粉尘、空气微生物和化学蒸汽）含量极低的环境，其污染水平受严格控制，以每立方米规定尺寸的颗粒数量来衡量。TeraSense 的设施在行走区域达到 1000 级（ISO 6） 洁净室条件，在设备下方达到 100 级（ISO 5） 条件。
TeraSense 拥有一条专门用于砷化镓（GaAs）晶圆图案化的生产线。配套基础设施包括：纯水净化系统、纯气供应装置、光刻胶旋涂机、湿法工作台、紫外曝光系统、金属沉积系统、检测显微镜、光刻胶灰化系统以及离子刻蚀系统。采用电子束光刻技术来实现和检测尺寸在 1 微米以下的结构。电子束光刻使用高度聚焦的电子束对光刻胶材料进行曝光。
TeraSense 发展展望
TeraSense 拥有一支由 40 名高技能科学家和工程师组成的强大团队，全部拥有微波和太赫兹技术领域的博士学位。该团队持续致力于提高 TeraSense 太赫兹探测器的灵敏度。我们独特的研发能力使我们能够预测，在未来几年内灵敏度将大幅提升。
我们计划从昂贵的砷化镓技术转向广泛使用且成本低廉的硅技术。这一步骤将使我们能够将太赫兹探测和放大电路集成在同一个芯片上。后者将增加像素数量并简化 TeraSense 芯片和器件的生产。
TeraSense 技术的商业化可能会催生一个新的太赫兹器件大众市场。我们正积极致力于太赫兹波在多个领域的首批工业应用：医疗、质量控制和安防。
当前太赫兹成像和检测系统的发展速度表明，在中期内（2020 – 2025 年），太赫兹系统将被成功集成到大多数生产线和工艺环节中。根据各种预测，在此阶段，太赫兹器件的市场规模预计将达到每年 70 亿至 90 亿美元。
