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                公司新聞
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                <科普短文> 太赫茲技術照亮生活
                發布人:  發布時間:2019-06-04   瀏覽次數:

                 

                太赫茲波(簡稱THz)是對一個特定波段電磁波的統稱,在電磁波譜中的位置介於毫ζ米波和紅外之間。在電子學領域,這一波段的電磁波被稱為亞毫米波;在光譜☆學領域,它也被稱為遠紅外射線。一般所稱的太赫茲波段,是指↙頻率在0.1THz~10THz頻率範圍,在某些特定應用背景下特∑指0.3THz~3THz,有時更廣義的定義甚至到100THz,包括中、遠紅外波段。如圖1顯示了太赫茲波在電磁㊣ 波譜中的位置。  

                近年來太赫茲之所●以引起人們極大的研究△興趣,除了它是電磁波譜中研究相對滯後的一〓個波段,還因為它相對其他波段的電磁波具有一些獨特的性質:

                (1)透視性。太赫茲對某些非金屬材料和非極性液體具有良好的穿透能力,因此可以用來對可見光頻段不透明的物體進行▓透視成像。作為X射線及超聲波檢測技術的重要補充,太赫茲波在人體安檢及工業無損探傷領域具有極其巨大的應用前景。此外,太赫茲★輻射的波長要遠大於空氣中懸浮的灰塵和固體顆粒,在懸浮顆粒濃度較大的環境中的散射要遠小於可見光及紅外波段,可用於濃煙(如火宅救護)、霧霾或沙塵環境中的地面情報偵察。

                (2)安全性。太赫茲另一個顯著特點就是對生物組織的安全性。1THz的電磁波所對應的單光子能量是4meV,只有X射線的百萬分之一,照射生物組織不會引起有害的電離反應。這一特性在對人體的安全檢查及對生■物樣品的檢測等應用領域尤其重要。此外,由於水等極性分子對太赫茲具有較強的吸收,太赫茲對人體的穿透深度較淺,可以用來對人體皮膚癌和乳腺癌等皮膚病變的診斷和治療。

                 

                (3)光譜分辨特性。光譜分析是太赫茲重要的一個應用領域。太赫茲的頻譜較寬,單個太赫茲脈沖的頻譜可以覆蓋幾十個GHz到幾個THz。某些大分子,尤其是有機大分子的純轉動特征光譜就處在太赫茲波段。通過分析物質的特征吸收譜線,可以用於對毒品、炸藥及病毒等危險物品的檢測,也可以分析某些物□質的化學成分。此外,自然界,尤其是外太空存在大量的太赫茲輻射,通過對這類太赫茲∮輻射的光譜進行分析,對研究宇宙的運動變化也具有非常重要的意義。  

                4)寬帶特性。相對微波頻段,目前的太赫茲產生與探測技術普遍具有更寬的射頻帶寬。例如在微波頻段,普遍的射頻帶寬僅為幾百兆赫茲,而在太赫茲頻段以實現幾個GHz到幾十個GHz的射頻帶寬。太赫茲的寬帶特性使其在超高分辨率成像、超高速通信等領域相對微波頻段具有≡更加突出的技術優勢,在未〓來高分辨率成像探測、6G通信等領域具有巨大的◥應用潛力。

                 

                經過最近十幾年的發展,太赫茲技術已逐漸從基礎器件研發發展到了應用系統研發,開始從實驗室逐步走向軍用、民用等領域。以太赫茲成像、太赫茲光譜和太赫茲通信為代表的太赫茲技術應用在雷達成像探測、人體安檢、物質成分識別、高速保密通信等幾大領域的技術優勢已開始顯現。可以預見,在未來的幾年內,人們將能夠切實感受√到太赫茲技術給人們生活帶來的巨大改變;“改變未來的十大科技之一”的太赫茲技術也將真正照亮人們的生活。

                (作者:左誌高)

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