太赫兹辐射的主要特征与应用

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太赫兹原理及应用

太赫兹原理及应用

THz在安全检查上的应用
报纸
尖刀 !!
二. THz在无损检测中的应用
使用太赫兹技术研究航天飞机失事的原因
三.THz 在医学中的 应用
mm
电光信号 (nA)
标准照片 Standard photo
THz 成像 THz Imaging
00 0
5
10
15
20
肿瘤 a tumor
25 05
10 15 20 25 mm
THz辐射主要应用领域
生物医学 安全检查 工业无损检测 空间物理和天文学 环境监测 化学分析 军事和通信领域
一、THz 在国家安全、反恐方面的作用
由于 THz 波对衣物、塑料、陶瓷、硅片、纸张 和干木材等一系列物质具有较好的穿透性能;而 且能够根据物质的THz“指纹谱”,对物质进行识 别,所以在毒品、化学生物危险品和武器等的非 接触安全检测、邮件隐藏物的非接触检测等方面 受到了反恐、保安和海关检查等部门的高度重视。
(四)大多数极性分子如水分子,对THz辐射 有强烈的吸收。
(五)瞬态性: THz脉冲的典型脉宽在皮秒量级,通过电光取样测量 技术,能够有效地抑制背景辐射噪声的干扰。在小 于3THz时信噪比高达104:1,远远高于傅立叶变换红 外光谱技术,而且其稳定性更好。
(六)宽带性:
THz脉冲光源通常包含若干个周期的电磁振荡,单 个脉冲的频带可以覆盖从GHz至几十THz的范围, 便于在大的范围里分析物质的光谱性质。
五. THz 技术在国防上的重要作用。
● THz 雷达可成为未来高精度雷达的发展方向:
由于 THz 波比通常微波的频率更高,在远程军事目 标探测、显示前方烟雾中的坦克、远距离成像、多光 谱成像等方面有重要的应用, 能够探测比微波雷达更小 的目标和实现更精确的定位,具有更高的分辨率和更

太赫兹辐射在科学研究中的应用

太赫兹辐射在科学研究中的应用

太赫兹辐射在科学研究中的应用太赫兹辐射是介于微波和红外光之间的电磁辐射,其频率范围在0.1 THz至10 THz之间。

太赫兹辐射因其不能被普通的硅、铜等常见材料所穿透,具有很强的穿透力而广泛应用于生物、医学、环境、材料等领域。

本文将讨论太赫兹辐射在科学研究中的应用。

一、在生物医学领域的应用太赫兹辐射在生物医学领域的应用主要体现在生物大分子的结构和相互作用研究中。

对于生物大分子,如蛋白质、核酸、糖等,其分子结构和相互作用是至关重要的。

太赫兹辐射可以通过测试这些分子在不同电磁场下的响应来分析它们的相互作用、结构和动力学。

太赫兹辐射在神经科学研究中也扮演着重要角色。

人脑中的神经元信号传输速度快,且丰富多样,但是常规方法无法直接观察这些信号。

太赫兹辐射可以直接探测单个神经元中的电信号。

二、在环境领域的应用太赫兹辐射在环境领域的应用包括水质检测、大气污染监测、土壤检测、食品质量检测等。

在水质检测方面,太赫兹辐射可以检测水中有机分子的存在情况,例如药物残留等。

在大气污染监测方面,太赫兹辐射可以监测大气中的水蒸汽、甲烷、氧气等气体的浓度。

在土壤检测方面,太赫兹辐射可以检测土壤中的水分含量、有机质含量等。

在食品质量检测方面,太赫兹辐射可以检测食品中的水分、甜度、油分、蛋白质、碳水化合物等。

三、在材料领域的应用太赫兹辐射被广泛应用于材料科学研究中,尤其是对材料的非破坏性检测和成像。

太赫兹辐射具有与X射线或生物医学成像相似的优点,即具有非侵入性和非破坏性。

由于其具有很强的穿透力,可以观测到较深的结构,同时具有成像速度较快的优点,因此在材料检测和成像方面被广泛应用。

太赫兹辐射可以用于检测复合材料中的缺陷、监测陶瓷材料中的坯内裂纹、探测钢铁中的应力、非破坏性测试混凝土中的裂纹等。

总之,太赫兹辐射在生物、医学、环境和材料等领域具有广泛的应用前景。

虽然太赫兹辐射技术还处于学科交叉和前沿研究的阶段,但将来随着设备的不断升级和技术的不断深入,它的应用前景将会更加广泛,更加深入。

太赫兹(THz) 科学技术及应用

太赫兹(THz) 科学技术及应用

Chopper
(四) THz波的应用
美国: 主要研究力量
目前全世界有 100个以上的研 究小组在进行 与THz 有关的 研究 欧洲: Teravision, Terabridge Teraview Ltd. 日本: Tera-photonics
台湾: Tera-photonics
China: NNSFC 新的 THz 项目

三. 在医学成像、诊断上的特殊作用
● MR, CT, PET 在医学成像中发挥很大的作用,但有局限性。
● CT, PET 均采用离子化辐射,可能会引起别的疾病; ● MR 和 CT不能对骨头成像; ● PET 有很高的灵敏度但空间分辨率差。 ● T-ray 成像可能解决上述问题: THz 与 X-ray 的最大区别在于,它在远红外区,光子能量 比 X-ray 小约百万倍,没有离子化辐射问题; THz 频率段正好处在分子相互作用段,它可以给出位置和密 度的信息。可用于分子活动的研究,并给出很高的空间分辨率 (~ 300um)。 它很少散射,使成像很简单,不需要进行散射校正。 THz –ray在成像中的最重要的特性是,在THz –ray 作用下, 不同的分子具有特定的相互作用,可用于在分子尺度上的材料 确定,用于诊断疾病和癌疹的早期发现。 THz –ray可用于计算机照相,THz –ray CT可获得三维分子 或化学的图象,其分辨率可达 um 量级。
1. THz在安全检查上的应用
报纸
尖刀 !!
THz在安全检查上的应用
恐怖分子
T-射线 收发器
人质
当警察需要从屋外确知人质、恐怖分子和武器的详细位置和 状况的时候,我们可否使用THz收发器来帮忙?
2. THz在毒品检测中的应用

太赫兹概念

太赫兹概念

太赫兹概念太赫兹波是介于红外光和微波波段之间的电磁波,它的频率范围在100千赫兹至30太赫兹之间。

太赫兹波的具体频率范围因不同的应用领域而有所不同。

太赫兹技术是近年来发展较为迅速的一种射频技术,具有广泛的应用前景。

下面将详细介绍太赫兹概念及其相关参考内容。

1. 太赫兹概念及特点太赫兹波是指介于红外和微波之间的电磁波,其频率范围在0.1到30太赫兹之间。

太赫兹波的特点包括穿透性强、非离散可调频、波长适中,以及与生物体和物质之间的相互作用等。

2. 太赫兹波的应用领域(1) 安全检测领域:太赫兹波技术可以用于检测和辨别常见的危险物质,如爆炸物、毒品等,具有非接触、高分辨率的特点。

(2) 无损检测领域:太赫兹波技术可以通过材料的透过、反射、散射等特性,实现对各种物质中的缺陷、污染、结构等问题的检测。

(3) 医学领域:太赫兹波技术可以用于医学成像,如乳腺癌早期检测、皮肤疾病诊断等,具有无辐射、高分辨率等特点。

(4) 通信领域:太赫兹通信是一种新兴的无线通信技术,具有大带宽、高安全性等特点,可应用于高速数据传输和室内通信等领域。

(5) 物质研究领域:太赫兹波技术可以用于研究物质的结构、振动、能带等性质,有助于深入了解和研究各种材料。

3. 太赫兹技术的关键技术及发展趋势(1) 天线与射频电路设计:太赫兹波天线和射频电路的设计是太赫兹技术的关键。

有效设计和制备合适的天线和射频电路可以显著提高太赫兹波的传输和探测效果。

(2) 图像处理与算法:图像处理和算法是太赫兹成像和数据分析的重要部分,能够提取有效信息和改善图像质量,从而为太赫兹技术的应用提供更好的支持。

(3) 光学元件与系统:太赫兹技术中的光学元件和系统设计对传输和探测效果起到关键作用。

通过研究和改进太赫兹波在光学元件和系统中的传输特性,可以进一步提高太赫兹技术的性能。

(4) 前沿研究:太赫兹技术在不同领域的应用正在不断拓展,如太赫兹光子学、太赫兹超材料等前沿研究领域的发展,将进一步推动太赫兹技术的创新和应用。

太赫兹应用技术在无损检测中的研究与应用

太赫兹应用技术在无损检测中的研究与应用

太赫兹应用技术在无损检测中的研究与应用一、简介太赫兹波段位于毫米波和红外线之间,其波长在0.1毫米至1毫米之间。

太赫兹技术作为一种新型检测手段,近年来得到了广泛的应用。

其在无损检测中的应用也得到了越来越多的关注。

本文将就太赫兹应用技术在无损检测中的研究与应用进行探究。

二、太赫兹无损检测的原理及特点1.原理太赫兹技术是一种利用太赫兹辐射的扫描成像技术,通过探测物体与太赫兹波的相互作用,测量物质的电磁特性,得到物体的三维图像。

太赫兹波与材料的分子结构、组分、内部结构密切相关,对物质的透明和不透明性、显微结构和各种非线性特性有着一定的探测力。

2.特点太赫兹技术的特点是它的探测和识别速度快,成像分辨率高,同时可以实现非接触性探测。

太赫兹波较弱,虽然其穿透力不如X射线和γ射线,但是可以易于穿透一些高分子材料,水、纸、塑料和大气等非金属材料,对于金属类的材料透射效果并不理想。

三、太赫兹应用技术在无损检测中的研究与应用1. 检测材料缺陷太赫兹无损检测技术可以用来检测非金属材料的表面缺陷,如裂纹、孔洞等,可以有效地检测到涂层的缺陷,以及陶瓷、玻璃等材料表面的裂纹,从而进行修补。

2. 金属离子的检测太赫兹无损检测技术对于金属离子的检测方面也具有一定的探测力。

通过反射、透射和散射等检测方法,结合多种参数计算分析,可以检测出金属离子在不同材料中的浓度和分布相关特性。

3. 人体组织检测太赫兹技术也可以用于人体组织的检测,如皮肤等组织的显微结构和组织排列模式的检测,以及癌细胞等指标的判定。

根据这些检测信息可以很好地判断人体细胞的异常情况和变异规律。

四、太赫兹无损检测技术的应用案例1. 汽车制造领域太赫兹技术在汽车制造领域的应用主要体现在对汽车涂层的质量检测工作中,能够清晰准确地检测及定位涂层内部的缺陷和甲醛气体的发散情况。

2. 食品加工领域太赫兹技术在食品加工领域的应用主要体现在食品生产、保鲜及检测过程中,可以检测食品是否新鲜、不新鲜的区分等,对食品的品质控制具有十分重要的作用。

太赫兹波的光学性质及其应用研究

太赫兹波的光学性质及其应用研究

太赫兹波的光学性质及其应用研究太赫兹波被称为“电磁辐射的夹缝”,它是介于微波和红外之间的一种电磁波,在频率范围为0.1至10太赫兹(THz)之间。

相对于其他电磁波,太赫兹波有一些特殊的光学性质,如穿透性好、不会对绝大部分材料产生伤害、能够穿过雾霾、文物、衣物等多种材料,因此在安检、无损检测、波谱学、光电子学、生物医学等领域中具有广泛的应用前景。

太赫兹波的特殊光学性质太赫兹波的波长较短,频率较高,具有较强的穿透能力,能够透射大多数非金属材料,如纸、塑料、玻璃、陶瓷、丝绸等。

太赫兹波的穿透能力还受材料的密度、厚度、结构等因素影响,因此在不同的材料中的传输情况也各不相同。

另外,太赫兹波的能量低,并不会对人体产生损伤。

因此,许多医学机构正在研究如何利用太赫兹波来进行非侵入性医疗。

除了穿透性好外,太赫兹波还有一个独特的特性,就是它可以识别不同的分子。

太赫兹波穿透能力强,可以穿透大多数物质,在传输过程中,太赫兹波能够与物质分子发生相互作用。

这种相互作用会导致太赫兹波被散射、反射、折射、吸收等。

通过检测太赫兹波的散射、反射、折射等信息,可以识别物质的成分和结构特征。

太赫兹波的应用太赫兹波有着广泛的应用领域,在安检、无损检测、波谱学、光电子学、生物医学等领域中都有潜在的应用前景。

安检领域太赫兹波可以穿透大多数非金属物质,因此可以用于安全检查。

太赫兹波扫描仪可以检测人体表面不同区域的吸水性,从而找到隐藏的物品,如管状物、塑料、液体、金属等。

此外,太赫兹波还可用于半导体芯片和集成电路的损伤检测,为工业制品的生产提供便利。

无损检测领域太赫兹波可以用于漏电检测、缺陷检测、材料厚度检测等领域。

利用太赫兹波的量子效应,可以检测玻璃、金属等材料的划痕、裂缝等缺陷,并确定其位置和尺寸。

这些信息将为工程师提供维修或替换缺陷部件的快速参考。

波谱学领域太赫兹波可以用于波谱学研究。

一些研究表明,太赫兹波具有测量样品中的分子振动、晶格振动等的能力。

THz辐射的特性及其在医学上的应用

第30卷第4期济 宁 医 学 院 学 报2007年12月Vol130,No14J OU RNAL O F J ININ G M EDICAL COLL EGE Dec,2007THz辐射的特性及其在医学上的应用战丽波 秦东京 李建平 李祥林 综述(滨州医学院)1 引言THz(1THz=1012Hz)辐射(T射线)是指波长在3mm~30μm范围,频率从0.3TH z到10.0THz,也有认为是0.1THz 到10.0THz,典型中心频率为1TH z,介于毫米波与红外光之间的电磁辐射区域,如图1所示[1],属于远红外和亚毫米波范畴。

人们对电磁波的了解仅限于微波区之上(即卫星天线、移动电话和其它无线通信系统运行的波段)以及位于紧靠红外区(用于电视机遥控器)的波段,对THz波段电磁辐射性质的了解非常有限。

图1 THz波段在电磁波谱中的位置示意图上世纪70年代,开始有这方面的研究,那时被称为“亚毫米波”。

由于缺乏有效的T射线产生方法和探测手段,科学家对THz频段的特性知之甚少,以致于该频段被称为电磁波谱中的THz空隙。

THz频段是一个非常具有科学价值但尚未开发的电磁辐射区域。

本文着重介绍了THz辐射的特性,详细介绍了THz辐射在医学领域的应用,并对THz辐射的研究现状进行了分析。

2 TH z辐射的特性THz波的波长处于微波及红外光之间,相对于其它波段的电磁波,如微波和X射线等,具有非常强的互补特征。

THz辐射之所以引起广泛的关注,主要在于T射线独特的性质:(1)室温下(300K左右),一般物体有热辐射,这一辐射大约对应6TH z。

从宇宙大爆炸中产生的宇宙背景辐射有1/ 2都在光谱中的THz部分[2]。

(2)T射线的宽带宽和分光性。

THz脉冲源通常只包含若干个周期的电磁振荡,单个脉冲的频带可以覆盖从GH z 到几十个THz的范围。

而很多有机分子从GHz到THz频段表现出较强的吸收和色散特性,这是由于偶极子的旋转和振动跃迁在G Hz到THz频段,这种跃迁是一种特殊的标志,这是在光学、X射线、核磁共振成像时所没有的[3]。

太赫兹技术及其应用概述

太赫兹技术及其应用概述太赫兹技术是一种新兴的射频技术,工作频段位于红外光和微波之间,频率范围在0.1THz到10THz之间。

由于太赫兹射频波的特殊性质,如穿透力强、无电离辐射、对人体无害等,使其在许多领域有着广泛的应用前景。

太赫兹技术的应用涉及很多领域,包括通信、无损检测、成像、安检等。

首先,太赫兹技术在通信领域有巨大的潜力。

由于太赫兹波的频率高,穿透力强,传输距离短,因此可以在通信中实现更高的数据传输速率。

太赫兹通信还可以用于室内定位、天线辨识等应用。

其次,太赫兹技术在无损检测领域有广泛的应用。

太赫兹波可以穿透很多非金属材料,如纸张、皮肤、塑料等,因此可以实现对隐藏在这些物质后面的物体的无损检测。

太赫兹技术在食品质量检测、药物检测、文物保护等领域有着广阔的应用前景。

太赫兹技术在成像领域也具有很大的优势。

由于太赫兹波可以穿透多种材料,可以在成像中实现对物体内部结构的观测。

因此,太赫兹成像技术可以应用于医学成像、安检成像等领域。

特别是在肿瘤检测方面,太赫兹成像具有不可替代的优势。

安检是太赫兹技术的另一个主要应用领域。

太赫兹波可以穿透衣物、纸张等材料,因此可以用于发现隐藏在衣物、包裹等物体中的危险物品,如爆炸物、毒品等。

与传统安检方法相比,太赫兹安检具有高效、无损、对人体无害等优势,因此在机场、火车站等场所有着广泛的应用前景。

太赫兹技术的发展还面临着一些挑战。

首先,太赫兹波在大气中的传输受到很大的限制,而且太赫兹器件比较昂贵,对于大规模应用而言仍然存在一定的困难。

其次,太赫兹信号的处理和分析技术还有待进一步研究和发展,以应对不同应用领域的需求。

总之,太赫兹技术是一种具有广泛应用前景的射频技术。

它在通信、无损检测、成像、安检等领域都具有重要的应用价值。

随着太赫兹技术的进一步发展和突破,相信它将会在更多的领域展现出其独特的优势,并为人类社会的进步和发展做出积极贡献。

太赫兹辐射成像技术的研究与应用

太赫兹辐射成像技术的研究与应用一、引言太赫兹波是介于微波和红外之间的电磁波,波长在0.1mm到1mm之间,频率从0.3太赫兹到30太赫兹。

自从1990年太赫兹波被首次探测以来,研究人员就开始探索其在成像领域的应用,因此太赫兹辐射成像技术便应运而生。

太赫兹辐射成像技术作为一种新兴的成像技术,在医学、安全检测、材料科学等领域都有着广泛的应用前景。

本文将对太赫兹辐射成像技术的研究进展与应用进行详细介绍。

二、太赫兹辐射成像技术概述太赫兹辐射成像技术是通过测量物体在太赫兹波段的透过和反射能量来建立物体的电磁特性图像。

太赫兹辐射成像技术具有吸收能力较弱、穿透深度较大、空间分辨率高、时间分辨率高等优点。

同时,由于太赫兹波与物质的相互作用机制与其他传统成像技术不同,因此具有诸如检测探测材料组成、分析化学结构、检查生物异物等特点。

太赫兹辐射成像技术主要基于以下三种方法:(1)透射成像:透射成像利用透过一个透明样品的太赫兹辐射强度来确定样品的特性。

这种方法的优点是能够提供高空间分辨率的成像结果,但缺点是不能用于非透明样品。

(2)反射成像:反射成像是用太赫兹辐射来照射物体,然后测量反射的的辐射强度以获取物体表面的图像。

这种方法可以用于非透明样品并且具有高表面分辨率,但是不能透射大概物体的内部信息。

(3)透射-反射成像:透射-反射成像将透射成像和反射成像结合起来,可以获取物体靠近表面的有关信息和内部的信息。

这种方法可以用于多种样品,因此具有更大的适用性。

三、太赫兹辐射成像技术的应用(1)医学领域太赫兹辐射成像技术在医学领域的应用主要分为两个方面:组织成像和药物分析。

组织成像主要应用在人体组织结构的成像研究,包括乳腺癌、皮肤癌等的诊断。

这种技术具有较高的检测灵敏度和特异度,并且可以提供组织结构更为细致的信息,是一种比较理想的组织成像技术。

药物分析方面,太赫兹辐射成像技术可以用于药物含量和组成分析,精确定位和形态分析药物颗粒,以及药品中杂质或异物的检测等。

太赫兹技术的物理原理与应用

太赫兹技术的物理原理与应用随着科技的飞速发展,人类的科技水平也在不断提高。

而其中一项备受关注的就是太赫兹技术。

太赫兹技术是目前最先进的高频电子技术之一,它的应用领域非常广泛。

今天的文章,我将会和大家分享太赫兹技术的物理原理和应用。

一、太赫兹技术的物理原理太赫兹技术是利用太赫兹辐射进行物质的无损探测和成像的一种技术。

那么太赫兹辐射是什么呢?太赫兹辐射就是介于微波和红外之间的电磁波,频率为1012-1013Hz。

太赫兹辐射的波长为0.1-1毫米,与红外线和微波相比,其穿透物质的能力更强,且对生物组织等物质不会造成损伤。

因此,太赫兹技术具有广泛的应用前景。

太赫兹辐射的产生是通过快速激励介质中的电磁波而产生的,具体而言,太赫兹辐射主要通过两种方式产生:第一种是通过激发表面等离子体波,产生表面等离子体波辐射;第二种是通过调制电介质中的反射率来产生o光的吸收,进而激励太赫兹辐射的产生。

二、太赫兹技术的应用太赫兹技术从其问世之日起,就备受瞩目。

那么它到底在哪些领域中得到了广泛的应用呢?下面我们就来一一探讨:1.医学领域太赫兹技术在医学领域中的应用非常广泛。

例如,医生可以使用太赫兹辐射在无需切开病人的情况下进行皮肤层中的组织成像,以检测肿瘤和其他身体异常。

此外,太赫兹技术还可以识别暴露于紫外线下的受损组织,进而帮助医生更好地分析和治疗。

2.安全检测领域太赫兹技术在安全部门中的应用也非常广泛。

例如,安全人员可以使用太赫兹辐射扫描机对托运的行李进行无损检测,以发现各种危险品。

3.通信领域太赫兹技术在通信领域中也有很多的应用前景。

例如,在无线数据传输和通讯系统方面,太赫兹技术可以被用于高速数据传输。

此外,太赫兹技术还可以用于毫米波通讯和雷达技术,帮助人们更好的进行远程通信。

4.工业检测领域太赫兹技术在工业检测领域中的应用也很广泛。

例如,工程师可以使用太赫兹辐射来进行材料的无损检测,以确定构件的完整性和结构强度。

此外,太赫兹技术还可以被用于精密测量和检测方面,有效地提高了制造和生产过程中的效率。

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1.2太赫兹辐射的主要特征与应用
THz位于亚毫米波与远红外线之间,显然低端THz波具有微波辐射特性,高端THz波具有光波辐射特性,加上它是非离子化辐射和占有极宽波谱,它的应用前景是非常可观的。

首先THz具有很多独特的性质:
(1)黑体温度很低,室温下(3000K左右)。

一般物体有热辐射,这一辐射大约对
应6THz。

从宇宙大爆炸中产生的宇宙背景辐射有1/2都在光谱中的THz部分。

10倍),不会THz光子有较低的量子能量(4mev@1THz,比x射线的光了弱6
在生物组织中引起光损伤及光化电离[6]。

THz做信息载体比用可见光和近中红外光能量效率高得多[7]。

(2)从GHz到THz频段,许多有机分子表现出较强的吸收和色散特性,这是由
于分子旋转和震动的跃迁造成的。

这种跃迁是一种特殊的标志,物质的THz 光谱(包括发射、反射和透射)包含有丰富的物理和化学信息,并使得THz波有类似指纹一样唯一性的特点[8-11]。

THz波光谱通过介电函数的实部和虚部来描述分子的转动和振动光谱(100GHz--10THz)。

(3)THz辐射能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等物质,因
此可用其探测低浓度极化气体,适用于控制污染。

THz辐射可无损穿透墙壁、布料,使得其能在某些特殊领域发挥作用[12-13]。

利用这一特点,结合断层扫描原理可以实现计算机层析成像,从而获得样品的三维信息,一个重要的应用就是THz三维断层扫描成像技术[14]。

(4)THz的时域频谱信噪比很高,在10G H—4THz频率范围内,THz时域光谱
(THz-TDS)的信噪比可以达到4
10了,非常适用于成像应用,而传统的傅立叶变换红外光谱(FTIR)的信噪比只有300左右。

但当带宽增加到40THz时,THz-TDS的信噪比将显著下降[15-17]。

(5)带宽很宽(0.1-10THZ),对人类而言是非常丰富的频率资源库。

(6)可形成很窄的脉冲(皮秒甚至飞秒级),可以方便的对各种材料
(7)(包括液体、半导体、超导体、生物样品等)进行时间分辨的研究。

这些特性决定了THz波具有重要的学术价值和重大的应用前景:
(1)在无线通信方面,THz特别适合于宽带移动通信及空间通信,是下一代通信技术关注的一个重点[5,18]。

国际通信联盟已指定0.12THz和0.22THz的频段分别用于下一代地面无线通信(移动电话)和卫星间通信。

另外,在短距离内THz 波通信具有很强的抗干扰能力,可实现在局域战争中2-5km内的保密通信。

2006年日本已经开发出0.12THz、1.5km的无线通信系统,进一步的发展必定进入0.3THz以上的范围。

(2)在雷达遥感探测方面,THz波能够实现比微波和毫米波更高的分辨率、更精确的定位和成像,在对军事目标进行侦察、识别及精确制导方面的应用有很大潜力[19-20]。

同时因为有机生物大分子在THz频段都有特征吸收谱,所以THz 波也是利用雷达进行遥感探测并预警生化武器威胁的理想工具。

目前美国已经建立了机载0.225THz军用遥感雷达系统,并成功进行了实验。

(3)在反恐缉毒等国土安全方面,THz波谱成像技术有广泛的应用,包括远距离探测可疑人员是否携带危险物品;从建筑物外部获取墙内信息;快速检侧信件和包裹内可能藏匿的毒品和炭疽病毒等有害物质[21]。

美国橡树岭国家实验室和田纳西大学合作己开展了基于THz技术的“穿墙计划”。

(4)在物理学、化学、生物医学、环境科学、天文学和材料科学等学科的基础研究方面,THz波可作为一种特殊而有效的探针,对物质内部进行深入研究,提供关于物质的物理、化学及生物成分、波谱特性、分子、量子互作用过程等重要信息;也是生物分子探测极为重要的新型研究手段[22-25]。

特别是强THz可能诱发物质内部非线性动力过程,利用THz波将使人们重新认识物理、化学和生物学。

THz波段占有宇宙空间近一半的光子能量,可以为天文学研究提供恒星形成、星系演化、宇宙学等各个层次丰富的天体信息。

为此,欧美日将合作建设全球最大射电天文亚毫米波干涉阵列(ALMA计划)。

在我国未来的太空研究和探月计划中,THz波也可以提供包括星球表面特性和极区辐射特性的诸多重要信息。

综上所述,THz科学不仅是科学技术发展中的重要基础问题,又是国家新一代信息产业、国家安全以及基础科学发展的重大需求,对国民经济以及国防建设具有重大的意义。

与此相适应,世界各国都对THz波的研究给予极大的关注,并部署了多个重大的国家级以及国际合作研究计划,取得了一些突破性的成果有
些已具有实用价值。

另一方面,国内在THz研究的理论和实验方面也取得了一些重要成果,在国际上产生了一定的影响,为我国THz技术的研究和发展打下了扎实的基础[26-31]。

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