太赫兹(THz)技术资料讲解
太赫兹技术在医学上的作用-概述说明以及解释

太赫兹技术在医学上的作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该对太赫兹技术进行简要介绍,指出它是一种新兴的无线通信技术,工作在太赫兹波段(0.1 THz - 10 THz),介于微波和红外之间。
太赫兹技术具有穿透性强、非破坏性、无辐射危害等优点,因此在医学领域的应用也逐渐受到关注。
此外,概述部分还可以提到太赫兹技术在医学领域的潜在应用,如生物成像、药物检测、癌症诊断等,以引起读者的兴趣并为后续内容的展开做铺垫。
1.2 文章结构:本文主要分为三个部分,即引言、正文和结论。
在引言部分中,将对太赫兹技术在医学上的作用进行概述,介绍文章的结构和目的,为读者提供了解本文主题的基本信息。
正文部分将首先对太赫兹技术进行简要介绍,包括其原理和特点。
接着将详细探讨太赫兹技术在医学上的应用,包括在诊断、治疗和医学影像等方面的应用。
同时也将对太赫兹技术在医学领域的前景进行探讨,展示其潜在的发展空间。
结论部分将总结太赫兹技术在医学上的作用,总结其优势和局限性。
同时展望未来太赫兹技术在医学领域的发展方向和潜力,为读者提供对未来的展望和思考。
最后以简短的结语结束全文,强调太赫兹技术对医学领域的重要性和潜力。
1.3 目的本文旨在探讨太赫兹技术在医学领域中的作用和应用,通过对太赫兹技术的简介和医学上的具体应用进行分析,揭示太赫兹技术在医学诊断、治疗和研究中的潜力和优势。
同时,展望太赫兹技术在医学领域的未来发展方向,为促进医学科学的进步和人类健康事业的发展提供思路和启示。
通过本文的研究和讨论,希望能够更深入地了解太赫兹技术在医学上的意义和影响,为推动医学领域的创新和发展做出贡献。
2.正文2.1 太赫兹技术简介太赫兹技术是一种新兴的电磁波技术,波长在红外光和微波之间,频率范围在0.1 THz到10 THz之间。
太赫兹波具有穿透力强、非破坏性、无辐射危害等特点,因此在医学领域得到广泛关注和应用。
太赫兹技术主要包括太赫兹光谱和太赫兹成像两个方面。
太赫兹技术在循环水系统中应用原理介绍

太赫兹技术在循环水系统中应用原理介绍一.太赫兹简介"太赫兹"英文THz,特指1011至1013赫兹这个频段,波长在30um到3mm范围,介于微波与红外之间,因为人类对这个频段的认知最少,所以在科技界也称之为"太赫兹空隙"。
现在,国际各国开端投入THz的研制热潮。
2004年,美国政府将THz科技评为"改变未来国际的十大技能"之一;日本于2005年1月8日更是将THz技能列为"国家支柱十大要点战略目标"之首,举全国之力进行研制;我国政府在2005年11月专门召开了"香山科技会议",约请国内多位在THz研究范畴有影响的院士专门评论我国THz事业的发展方向,并制定了我国THz技能的发展规划,别的如美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区政府、组织、企业、大学和研究组织纷纷投入到THz的研制热潮之中。
THz技术的应用会是在循环水处理设备上一次新的革命。
二.产品制作流程1)首先勘察流体中水分子及水分子团,钙、镁、铁、碳酸根、硫酸根等类离子,有机物大分子等微观粒子的量子级振动信息,由特有的技术检测扫描,再用软件合成太赫兹振波波形。
2)从大量勘察信息中提取流体处理最常用的三百多组太赫兹振波,利用激光刻录技术加载,分别固化储存在不同的纳米模块组中。
3)把纳米模块组封装在合金金属中,在金属的外层涂装吸能薄膜。
吸能薄膜吸收环境的低频光能(地球的热能有60%是高频,40%是低频)供纳米模块组释放源源不断的太赫兹波。
4)太赫兹水通环卡装在流体管道外面,释放的太赫兹波穿过流体管道内壁,被流体吸收,进行一系列的处理作用。
三、设备外观结构及安装图例为了便于使用安装,太赫兹水通环按照循环水管道的外径加工成对应的两个半圆环,使用时把两个半圆环往管路外径上一卡,用螺栓固定即可,无人值守。
四.工作原理太赫兹水通环应用于循环水处理是由于太赫兹波完全被水吸收,其能够在水中迅速传播,另外凝聚态物质的声子频率和很多生物大分子的旋转及振动能级都处于太赫兹波段,太赫兹能量环就是利用太赫兹波的这一特性而开发的高科技产品。
[技术]颠覆未来作战的前沿技术系列之太赫兹技术
![[技术]颠覆未来作战的前沿技术系列之太赫兹技术](https://img.taocdn.com/s3/m/416786c255270722182ef73d.png)
颠覆未来作战的前沿技术系列之太赫兹技术太赫兹波泛指频率位于红外和微波之间、0.1~10THz波段内的电磁波,处于宏观电子学向微观光子学的过渡阶段。
由于处于交叉过渡区,太赫兹波既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合用微波的理论来研究。
过去很长一段时间,太赫兹波段两侧的红外和微波技术的发展相对比较成熟,但是人们对太赫兹波段的认识仍然非常有限,形成了所谓的“太赫兹空白”。
近年来,太赫兹波以其独特的性能和广泛的应用而越来越受到世界各国的关注,已被国际科学界公认为是高科技领域的必争之地,其研究和应用对于未来作战与国家安全将具有重大的战略意义。
太赫兹波性能独特,蕴含巨大应用前景太赫兹技术之所以引起科学界广泛的关注,是由于太赫兹波频率上要高于微波,低于红外线;能量大小则在电子和光子之间,与其他频率的电磁波相比,具有很多独特的性质。
高穿透性,太赫兹波对许多介电材料和非极性物质具有良好的穿透性,可对不透明物体进行透视成像,是X射线成像和超声波成像技术的有效互补;低能量性,太赫兹光子能量只是X射线光子能量的约1%,太赫兹辐射不会导致光致电离而破坏被检质,非常适用于针对人体或其他生物样品的检查;吸水性,水对太赫兹辐射有极强的吸收性,太赫兹波不易穿透含水物体;瞬态性,太赫兹脉冲的典型脉宽在皮秒数量级,通过取样测量技术,能够有效地抑制背景辐射噪声的干扰;相干性,太赫兹的相干性源于其相干产生机制,能够直接测量电场的振幅和相位,从而方便提取样品的折射率、吸收系数、消光系数、介电常数等参数;指纹光谱,大多数极性分子和生物大分子的振动和转动能级间距都处在太赫兹波段,通过特有的光谱特征可以识别分子结构并分析物质成分,具有指纹般的惟一性,就像利用指纹可以识别不同的人一样,根据这些指纹谱,太赫兹光谱成像技术能够鉴别物体的组成成分。
太赫兹波的独特性能给通信、雷达、电子对抗、电磁武器、医学成像、安全检查等领域带来了深远的影响。
太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中,其广袤的科学前景为世界所公认。
太赫兹技术应用

太赫兹技术应用的实际应用情况引言太赫兹技术是指在太赫兹频段(0.1-10 THz)进行研究和应用的一种新兴领域。
太赫兹波是介于红外线和微波之间的电磁波,具有高穿透力、非离子性和无辐射危害等特点。
近年来,太赫兹技术在多个领域得到了广泛的应用,包括材料科学、生物医学、安全检测等。
本文将详细描述太赫兹技术在这些领域中的应用背景、应用过程和应用效果。
一、材料科学领域中的太赫兹技术应用1. 应用背景材料科学是太赫兹技术最早被应用的领域之一。
传统的材料性能测试方法往往需要对样品进行破坏性测试或使用昂贵复杂的设备,而太赫兹技术可以通过非接触式测量手段实现对材料内部结构和性能的快速准确分析。
2. 应用过程太赫兹技术在材料科学中的应用过程通常包括以下几个步骤: #### a. 信号发射与接收通过太赫兹源产生太赫兹波,并使用太赫兹探测器接收反射、透射或散射的信号。
这些信号包含了材料的特征信息。
#### b. 数据处理与分析对接收到的信号进行数据处理和分析,提取有用的信息。
常用的方法包括时域分析、频域分析、图像重建等。
#### c. 结果展示与解释将处理和分析得到的数据结果进行展示,并根据结果解释材料的性能和结构。
3. 应用效果太赫兹技术在材料科学中的应用效果主要体现在以下几个方面: #### a. 材料成分分析太赫兹技术可以快速准确地检测材料中不同成分的存在和含量,例如聚合物、金属、陶瓷等。
这对于材料研发和质量控制具有重要意义。
#### b. 材料缺陷检测太赫兹技术可以探测材料中微小缺陷,如裂纹、气泡等。
这对于材料的评估和改进具有重要意义。
#### c. 材料性能表征太赫兹技术可以测量材料的电磁性能,如介电常数、导电率等。
这对于材料的设计和优化具有重要意义。
二、生物医学领域中的太赫兹技术应用1. 应用背景生物医学领域是太赫兹技术应用的另一个重要领域。
太赫兹波在生物组织中具有较好的穿透力,同时对水分子有较强的吸收作用,因此可以用于非侵入式地探测和诊断生物组织。
太赫兹技术及其应用概述

太赫兹技术及其应用概述来源:互联网太赫兹技术(T-RAY)是指利用太赫兹波的技术,所谓的太赫兹科学,就是研究电滋波中的某一段,但这段电滋波能“看透”许多东西。
100多年前,在红外天文学上人们曾提到太赫兹,但在科研和民用方面很少有人触及。
在微波、可见光、红外等技术被广泛应用的情况下,太赫兹发展滞后的主要原因在于缺少探测器和发射源,直到近10几年,随着科研手段的提高,人们在这一领域的研究才有了较大发展。
目前人类对太赫兹的研究已发展成为一个新的领域,研究太赫兹的单位也从20年前的3个发展到全世界的200多个。
太赫兹波指的是频率在0.1THz~10.0THz范围的电磁波。
它具有很多优异的性质,被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一。
太赫兹波谱学、太赫兹成像和太赫兹通信是当前研究的三大方向。
在安全检查、无损探测、天体物理、生物、医学、大气物理、环境生态以及军事科学等诸多科学领域有着重要的应用。
具有极高截止频率的肖特基二极管能够在室温下实现太赫兹波的混频、探测和倍频,是太赫兹核心技术之一;此外,在低损耗的衬底上实现太赫兹电路是太赫兹技术得以实现的基础。
太赫兹波是频率范围在0.1T至10THz(波长在3mm至30um)的电磁频谱,它介于毫米波与远红外光之间,是至今人类尚未充分认知和利用的频谱资源,有望对通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、安全检查等领域带来深刻变革。
太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。
由于太赫兹的频率很高,所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。
太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。
同时,由于太赫兹能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具有优势。
另外,由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段,因此太赫兹在粮食选种,优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。
太赫兹技术总结

太赫兹技术总结随着社会的发展,科学技术越来越先进。
当今最火热的就是“互联网+”,然而在众多领域中,又属太赫兹技术最具潜力。
这项技术正处于实验阶段,尚未商业化运用到实际生活中。
但其广泛的应用将给现代人类带来福音!太赫兹技术为现代人类提供了新能源、新材料、新工艺和医学保健方法。
由此可见,该技术极大地推动了人类文明的进程,促进了整个社会向信息化时代迈进,必将使人们的日常生产、生活与思维方式发生革命性变化。
如今各行各业都有涉及到太赫兹技术。
比如我们所熟知的:医疗设备、交通、建筑、金融、军事等等……关于可以取得什么样的成果?我想也不难猜测出结论吧:太赫兹波广泛存在于自然界中,它没有任何能量损耗,只要条件适合即可被激发并瞬间释放巨大能量。
因此被誉为未来清洁能源,它具有传统电池、太阳能板、风力发电机的综合优势,它既安全又环保,容易操控和管理,且易回收再利用。
同时还具有许多传统技术不可替代的特点:低成本,无污染;高效率,零排放;无需冷却,能够24小时持续工作。
除此之外,它对温度和湿度几乎没有限制,穿透力强,仅需5微米的宽度即可充满物体内部的每个角落,甚至可以穿过木头或钢筋混凝土墙面。
这些独特的优势,是任何传统能源都无法媲美的。
那么到底该怎么运用太赫兹技术呢?下面小编介绍一下几点心得:目前太赫兹波的频率范围从0.3~100 THz,但是最有价值的是3~30 THz 的频段。
如果把3~10THz 的无线射频频谱看做移动通讯技术和网络运营商投资的战场,那么20Hz 到30Hz 的无线射频频谱则是商家主攻的目标。
也正是因为频率的空缺,才造就了太赫兹频谱的诱惑,吸引了包括华为、中兴在内的国内外企业纷纷入局抢滩登陆。
太赫兹技术是一种无线电磁波,它也叫做超快频。
英文名称Ultra fast wave (缩写为 UFW),顾名思义,就是比光速更快。
利用电磁辐射(包括电子束、电子波)的非热效应的频谱移动能量形态。
相较于红外线、紫外线、可见光,以及无线电波,微波拥有可探测、定位、追踪、遥感和遥测的特性,这使得它成为用途广泛的遥感器。
太赫兹技术应用

太赫兹技术应用太赫兹技术是一种在电磁波谱中介于微波和红外光之间的频段,其频率介于300 GHz至3 THz之间。
近年来,太赫兹技术在各个领域的应用得到了广泛关注和研究。
本文将着重介绍太赫兹技术的应用,并分析其在医疗、安全、通信和材料科学等领域的重要作用。
一、医疗领域太赫兹技术在医疗领域中有广阔的前景。
其高分辨率、非破坏性、无辐射的特点使其成为医学图像处理和诊断领域中的有效工具。
太赫兹波能够穿透血肉,检测人体内部组织结构和细胞层次的变化,实现早期肿瘤等疾病的精确诊断。
同时,太赫兹技术还可以用于药物分析和药物输送系统的研究,为医学科学的进一步发展提供了新的方法和手段。
二、安全领域太赫兹技术在安全领域中有着广泛应用。
其具有高强度透射性和较强的物质识别能力,使其成为安全防范和探测领域的重要工具。
通过太赫兹技术可以实现对物体隐藏在衣物、纸张等物体中的非金属和低密度物质的探测。
这对于防止潜在的安全威胁和恶意行为具有重要意义,例如在机场、边境安全检查和大型活动中的应用。
三、通信领域太赫兹技术在通信领域中具有巨大的潜力。
由于其频率较高且受大气吸收较少的限制,太赫兹波成为实现高速、远距离无线通信的理想选择。
太赫兹通信技术可以有效解决微波通信和光纤通信之间的传输短板,实现更高的数据传输速度和更远的传输距离。
此外,太赫兹通信还可以应用于对隐蔽物体的探测和定位,具有潜在的军事和安全领域的应用前景。
四、材料科学领域太赫兹技术在材料科学领域中被广泛运用。
太赫兹波能够对物质的晶格结构、热力学性质和光学特性等进行精确测量和分析,为材料的设计、制备和性能研究提供了重要手段。
太赫兹技术对于金属、绝缘体、半导体等各种材料的研究都具有重要意义,并在材料加工、电子元器件等领域中有着广泛的应用。
总结:太赫兹技术作为一种新兴的前沿技术,具有广阔的应用前景。
在医疗、安全、通信和材料科学等领域,太赫兹技术已经取得了显著的成果,并被广泛应用于实际生产和科学研究中。
太赫兹技术综述

太赫兹波技术应用及发展简述******2019年12月1 太赫兹波简述1.1 太赫兹波背景太赫兹波是(THz)波是一种频率介于0.1~10THZ、波长介于3000~30μm的电磁波。
太赫兹波在电磁波谱中的位置位于微波与红外辐射之间。
(如图1所示)由于太赫兹波直接在长波段与毫米波相重合,在短波段与红外光相重合,与之相应,其研究手段有电子学理论过渡为光子学理论。
所以太赫兹波是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,也是电子学向光子学的过渡区,称为电磁波谱的“太赫兹空隙(THz gap)”。
图1 电磁波谱中太赫兹波相对位置相对于电磁波谱中其余波,太赫兹波因其波长具有特殊性质。
即对于非金属材料(陶瓷、木材、高分子化合物、纸、非极性液体)具有良好穿透性能;对于极性液体(水) ,表现出强烈的吸收性质;而对于金属材料,则表现出很高的反射性质。
[1] 这使得太赫兹波成为理想的透射成像媒质。
目前,基于太赫兹波的性质,其被广泛应用于安全检查、航空航天、生物医学、雷达通信等领域,具有良好的发展前景。
1.2 太赫兹波性质太赫兹波综合了电子学与光子学的优越性能,在保留其电磁波特性的基础下,具有许多不同于其他电磁波的性能,诸如指纹特性、高穿透性与生物安全性等独特的优势。
A.指纹特性太赫兹波具有指纹特性,可以识别不同物质的分子结构信息。
其原理如下:物质有分子构成,由于大多数物质的晶格振动等物理性质存在差异,且其数值范围恰好对应于太赫兹波范围中,因此每一种物质在太赫兹波段中的波段透射-吸收光谱的位置、强度和形状均不相同。
[1]这种微小的差异可以识别出物质的变化,使得物质在太赫兹波的光谱中具有其独特性,太赫兹光谱由此被称为分子光谱。
综上所述,太赫兹波可以根据物质的物理性质对不同物质进行仔细甄别,基于该性质的太赫兹波光谱识别技术被广泛利用。
图2 常见金属物质晶格空间分布B.高穿透性太赫兹波作为电磁波,其波长较短,因此具有良好穿透性。
根据目前的研究,太赫兹波对于有极电介质、无极电介质及金属导体的透射性有较大差别,这种差别一定程度上可以作为其检测物质的参考。
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太赫兹(THz)技术一、基本概念 (1)1. 太赫兹波 (1)2. 太赫兹波的特点 (1)二、国内外研究现状 (2)1. 美国 (3)2. 欧洲 (3)3. 亚洲 (3)三、太赫兹技术的应用 (4)1. 太赫兹雷达和成像 (4)2. 太赫兹通信 (5)3. 太赫兹安全检查 (6)4. 太赫兹无损检测 (7)5. 环境探测 (7)6. 生物医学 (8)7. 天文观测 (8)8. 材料特性的研究 (9)四、太赫兹技术的研究内容 (9)1. 太赫兹辐射源 (9)2. 太赫兹波段信号的探测 (10)3. 太赫兹功能器件 (10)五、我们能做些什么 (10)一、基本概念1.太赫兹波太赫兹(Terahertz)一词是弗莱明(Fleming)于1974年首次提出的,用来描述迈克尔逊干涉仪的光谱线频率范围。
太赫兹(THz, 1THz=1012Hz)频段是指频率从十分之几到十几太赫兹,介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。
THz波又被称为T射线,在频域上处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,在电子学向光子学的过渡区域。
长期以来由于缺乏有效的THz辐射产生和检测方法,对于该波段的了解有限,使得THz成为电磁波谱中最后一个未被全面研究的频率窗口,被称为电磁波谱中的“太赫兹空隙”(Terahertz Gap)。
2.太赫兹波的特点THz波具有很多独特的性质。
从频谱上看,THz 辐射在电磁波谱中介于微波与红外辐射之间;在电子学领域, THz辐射被称为毫米波或亚毫米波;在光学领域,它又被称为远红外射线;从能量上看, THz波段的能量介于电子和光子之间。
THz的特殊电磁波谱位置赋予它很多优越的特性,有非常重要的学术价值和应用价值,得到了全世界各国研究人员的极大关注。
THz 波的频率范围处于电子学与光子学的交叉区域。
在长波方向,它与毫米波有重叠,在短波方向,它与红外线有重叠。
在频域上, THz处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。
由于其所处的特殊位置,THz波表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性质:1)THz脉冲的典型脉宽在亚皮秒量级,不但可以方便地对各种材料进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究,而且通过取样测量技术,能够有效地抑制背景辐射噪音的干扰,得到具有很高信噪比(大于) THz电磁波时域谱,并且具有对黑体辐射或者热背景不敏感的优点。
2)THz脉冲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GHz 至几十THz的范围,便于在大范围里分析物质的光谱性质。
3)THz波的相干性源于其产生机制,它是由相干电流驱动的偶极子振荡产生,或是由相干的激光脉冲通过非线性光学差频效应产生THz波的时域光谱技术(THz-TDS)直接测量THz波的时域电场,通过傅立叶变换给出THz 波的振幅和相位。
因此,无需使用Kramers-Kronig色散关系,就可以提供介电常数的实部和虚部。
这使测得的与THz波相互作用的介质折射率和吸收系数变得更精确。
4)THz波的光子能量较低,1THz频率处的光子能量大约只有4mV,比X 射线的光子能量弱107~108倍。
因此,THz波不会对生物组织产生导致电离和破坏的有害光,特别适合于对生物组织进行活体检查。
5)THz光子能量约为可见光,用THz做信息载体比用可见光和近中红外光能量效率高得多。
6)THz波是具有量子特性的电磁波,具有类似微波的穿透能力,同时又具有类似光波的方向性。
THz波也可以被特定的准光学器件反射、聚焦和准直,可以在特定的波导中传输。
THz波对于很多非极性物质具有较强的穿透能力,可以穿透很多对于可见光和红外线不透明的物质(如塑料、陶瓷、有机织物、木材、纸张等),因而可用来对已经包装的物品进行质检或者用于安全检查。
7)凝聚态体系的声子吸收很多位于THz波段,自由电子对THz波也有很强的吸收和散射,THz时域光谱技术是一个研究凝聚态材料中物理过程的很好的工具。
特别是许多有机分子在THz波段呈现出强烈的吸收和色散特性,不同分子对于THz波的吸收和色散特性是与分子的振动和转动能级有关的偶极跃迁相联系的,而分子的偶极跃迁犹如人的指纹,是千差万别的,因此,可以通过光谱分析实现分子的识别,就如同识别人的指纹一样。
THz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。
大多数极性分子如水分子、氨分子等对THz辐射有强烈的吸收,可以通过分析它们的特征谱研究物质成分或者进行产品质量控制。
二、国内外研究现状由于THz所处的特殊电磁波谱的位置,它有很多优越的特性,有非常重要的学术和应用价值,使得THz受到全世界各国政府的支持,并给予极大的关注。
美国、欧州和日本尤为重视。
1.美国2004年美国把TH z作为改变未来世界的十大技术之一,并于2006年把其列为国防重点科学。
在美国包括常青藤大学在内有数十所大学都在从事THz的研究工作,特别是美国重要的国家实验室,如LLNL、LBNL、SLAC、JPL、BNL、NRL、ALS、ORNL等,另外还有一些公司如Bell、IBM等都在开展THz科学技术的研究工作。
美国的政府机构如:美国国家基金会( NSF)、国家航天局(NASA )、能源部(DOE)和国家卫生学会(NIH)等从20世纪90年代中期开始对THz科技研究进行大规模的投入。
目前已经研究出的标志性成果是0.225THz机载雷达。
2.欧洲英国的Rutherford国家实验室,剑桥大学、里兹大学、Strathclyde等十几所大学,德国的KFZ、BESSY、Karlsruhe、Cohn、Hamburg及若干所大学,都积极开展TH z研究工作。
欧洲国家还利用欧盟的资金组织了跨国家的多学科参加的大型合作研究项目。
在俄国国家科学院专门设立了一个THz研究计划,IAP、 IGP 及一些大学也都在积极开展THz研究工作。
另外制定的研究主题主要有THz辐射成像(2004-2008年),分子生物学研究( 2004-2009年),THz空间天文学( 2005-2009年),THz遥感(2005-2012年),光子带隙材料(2004-2009年),微机械探测器(2006-2015年),其标志性成果是研制出TH z远距离检测系统( 2006年重大项目)。
3.亚洲在亚洲国家和区域,韩国国立汉城大学、浦项科技大学、国立新加坡大学、台湾大学、台湾清华大学等都积极开展THz研究工作, 并发表了不少有分量的论文。
2005年元月,日本把太赫兹技术确立为今后十年内重点开发的国家支柱技术十大重点战略目标之首,并列入日本政府从2006年开始到2010年结束的第3期科学技术基本计划予以支持。
东京大学、京都大学、大阪大学、东北大学、福井大学以及SLLSC、 NTT Advanced Techno logy Corporation等公司都大力开展TH z 的研究与开发工作。
日本在研制太赫兹技术的标志性成功是2006年研制出15km 的THz无线通信演示系统,完成世界上首例THz通信演示。
除此之外,日本还与欧美合作,成立ALMA计划,建设全球最大的射电天文亚毫米波干涉阵,计划投资10亿美元,每年开展三方研讨会,该计划受到欧美日政府的高度重视。
我国政府在2005年11月专门召开了香山科学会议,邀请国内多位在THz研究领域有影响的院士专门讨论我国THz事业的发展方向,并制定了我国THz技术的发展规划。
我国的THz学科研究受到政府和各研究机构的广泛重视。
国家科技部、国家自然科学基金委、863计划(民口和军口)及第270次香山科学会议等都将太赫兹科学技术列为研究主题。
三、太赫兹技术的应用太赫兹技术之所以具有特别的吸引力,是由于太赫兹辐射的如下特点:约50% 的宇宙空间光子能量、大量星际分子的特征谱线在太赫兹范围内;大量有机分子转动和振动跃迁、半导体的子带和微带能量在太赫兹范围内;太赫兹辐射能穿透非金属和非极性材料,穿透烟雾和浮尘;太赫兹光子能量小,不会引起生物组织的光致电离。
因此,太赫兹技术在物体成像、环境监测、医疗诊断、射线天文、宽带通信、雷达等领域具有重大的科学价值和广阔的应用前景。
在世界范围,太赫兹辐射物理及其应用研究方兴未艾。
由于信息化武器装备的工作频段逐步从微波及可见光区域向太赫兹波段延伸,太赫兹科学技术在军事上的重要性不言而喻。
谁优先掌握这一重要频段的相关技术,谁就有可能在军事上领先一个时代。
我们应该抓住太赫兹科学技术刚刚起步的机遇,不失时机地加速开展太赫兹领域的理论与应用研究,为我国的经济发展和国防建设做出贡献。
太赫兹波的频率介于微波与红外之间,因此太赫兹系统兼顾电子学系统和光学系统的优势。
作为一个尚待深入开发的频段资源,太赫兹波在军事上,尤其在雷达及目标识别、宽带通信、危险物探测和无损检测等方面具有潜在的应用前景。
在雷达及目标识别方面。
相对于微波,太赫兹波波长短、波束窄、方向性好,因此作用在目标上的功率密度高,成像的分辨率高,系统的体积小、易于实现空间功率合成。
相对于红外及可见光,太赫兹波波束宽度适中,易于实现对目标的跟踪瞄准;穿透性能好,能以较小的损耗穿透沙尘烟雾及非金属材料。
1.太赫兹雷达和成像太赫兹波在雷达、目标识别、引信及精确制导方面具有潜在的应用前景。
利用太赫兹波方向性强、能量集中的特点,可制作高分辨率的战场雷达和低仰角的跟踪雷达。
利用太赫兹波穿透物质成像技术,可以探测隐藏在覆盖物或烟尘中的军事装备。
利用太赫兹波穿透沙尘烟雾的能力,可以制作全天候导航系统,在浓雾中指挥飞机着陆。
太赫兹波的频谱宽,可跨越目前隐身技术所能对抗的波段,因此以太赫兹波作为辐射源的超宽带雷达能够获取隐身飞行器的图像。
成像识别是太赫兹技术的一个重要应用领域,也是军事上实现目标监视、追踪、识别的重要技术手段,实现多光谱成像(高光谱及超光谱成像)、三维成像。
据报道,美国已经研制出0.225 太赫兹的机载雷达。
太赫兹雷达系统包括辐射源以及探测散射辐射的系统。
太赫兹时域光谱系统经改进后就能成为脉冲散射测量系统。
通过可偏转的反射镜将太赫兹光束打到目标物上,而后调整太赫兹探测器就可接收到散射辐射。
这种结构的优点是,除了获知目标的位置和形状,利用太赫兹时域光谱系统还可以探得物体的材料特性。
2.太赫兹通信太赫兹频段位于红外线和高频无线电之间,是目前手机通信频带宽度的1000倍左右,是很好的宽带信息载体。
太赫兹无线通信的传输速度快,而且有极高的方向性和较强的云雾穿透能力,适合于高保密卫星通信及战地高速短距离无线通信。
太赫兹通信还处在发展的初级阶段,这一频段的数据传输直到近几年才得以实现(2006 年研制出传输距离 1.5 千米的太赫兹无线通信演示系统),离“太赫兹通信时代”的1 太比特/秒有效数据传输率还有相当距离,但是其广阔的发展前景令人神往。