太赫兹引领的美好时代

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太赫兹导引头

太赫兹导引头

太赫兹导引头以太赫兹导引头(Terahertz waveguide header)是一种用于引导以太赫兹波的装置,它具有很高的波导传输效率和较低的传输损耗。

以太赫兹波(Terahertz wave)是介于红外与微波之间的电磁波,具有非常重要的潜在应用价值。

以太赫兹波的频率范围从100 GHz 到10 THz,波长范围从3000微米到30微米。

以太赫兹波在无线通信、生物医学成像、安全检测等领域都具有广阔的应用前景。

以太赫兹波的引导与传输一直是个难题,由于其波长较短,穿透深度有限,容易受到空气中吸收、散射和反射等因素的影响。

因此,设计高效的以太赫兹导引头对于以太赫兹波的应用具有重要意义。

以太赫兹导引头的设计需要考虑以下几个方面:波导材料的选择、波导结构的设计和优化、波导之间的连接等。

波导材料的选择是基础,常见的材料有金属、介质和半导体。

金属具有良好的导电性能,但会引起较大的损耗;介质材料通常具有较低的损耗,但需要满足一定的折射率和介电常数要求;半导体材料由于其特殊的电学性质,在以太赫兹波导中也有广泛应用。

波导结构的设计和优化是提高以太赫兹导引头性能的关键。

常见的波导结构有矩形波导、金属隧道波导和光子晶体波导等。

矩形波导是一种简单的结构,具有较高的传输效率和较低的传输损耗,但在实际应用中需要注意尺寸和制备工艺的限制;金属隧道波导通过金属纳米结构形成的隧道来引导波导,具有较大的传输带宽和较低的传输损耗;光子晶体波导则是利用周期性结构的光子晶体来引导波导,具有较高的传输效率和较低的传输损耗。

波导之间的连接也是以太赫兹导引头设计的重要考虑因素。

常见的连接方式有直接焊接、光纤连接和微带线连接等。

直接焊接是一种常用的连接方式,可以实现较低的传输损耗和较高的耦合效率;光纤连接可以实现远距离传输和较大的传输带宽,但需要注意光纤与波导之间的匹配问题;微带线连接是一种简单、灵活的连接方式,适用于小尺寸和集成化的应用。

除了以上几个方面,以太赫兹导引头设计还需要考虑波导的模式耦合和优化、波导的阻抗匹配、传输损耗的补偿等问题。

太赫兹波技术的现状与应用

太赫兹波技术的现状与应用

太赫兹波技术的现状与应用随着科学技术的不断发展,人们对于各种新技术的研究也越来越深入。

在这其中,太赫兹波技术是一个备受关注的话题。

太赫兹波技术是一种介于微波和红外线之间的电磁辐射波,其波长在0.1毫米至1毫米之间。

由于太赫兹波具有许多独特的性质,使得它们在许多领域都有着广泛的应用。

在这篇文章中,我们将探讨太赫兹波技术的现状与应用。

太赫兹波技术的现状太赫兹波的发现可以追溯到上世纪六十年代,但由于当时技术的限制,太赫兹波的研究以及应用一度被忽略。

直到二十一世纪初,随着新材料、新器件以及大数据的出现,太赫兹波技术才得到了广泛的研究和应用。

目前太赫兹波技术已经成为了一个研究热点,不仅在学术领域,也在产业领域中得到了广泛应用。

由于太赫兹波具有许多独特的性质,例如穿透力强、容易控制、不会产生辐射等,因此被广泛地应用于通讯、成像、生物医学及安检等领域。

太赫兹波技术的应用在通讯领域,太赫兹技术有很广泛的前景。

相比于现有的通讯技术,太赫兹波的传输速度更快,而且带宽更宽广,这一点对于现代通讯技术来说非常有利。

目前,太赫兹通讯技术的研究还处于实验室阶段,但是随着这一技术的不断发展,它将会在未来的通讯技术中占据重要地位。

在成像领域,太赫兹技术也有着广泛的应用前景。

相比于传统成像技术,太赫兹成像技术更加具有优势。

由于太赫兹波在人体组织中不会产生任何破坏,因此可以被应用在医学领域中。

太赫兹成像技术可以被用来检测人体器官的缺陷以及肿瘤等,目前在医学领域的研究也已经取得了许多重要的进展。

在生物医学方面,太赫兹技术还可以被用来检测物质的结构和成分。

太赫兹波具有高精度和非侵入性等优点,可以用来检测和匹配多种生物分子结构。

因此,太赫兹技术在生物医学研究和临床检测中具有广阔的应用。

安检领域也是太赫兹技术的另一个重要应用领域。

太赫兹波可以穿透不同材料的表面,以便于检测不同种类的隐藏物品。

因此,太赫兹技术被广泛地应用于航空安全、铁路安全等领域。

太赫兹光通信技术的原理及其应用前景

太赫兹光通信技术的原理及其应用前景

太赫兹光通信技术的原理及其应用前景太赫兹(THz)光通信技术是目前热门的一种通信技术。

它是光波长和微波之间的一种频谱范围,其波长介于微波和红外线之间,为0.1至10毫米的波长范围。

这种频段的光波有很好的穿透性和分辨率,因此在医疗、检测、安全等领域有着广泛的应用前景。

首先,我们来了解一下太赫兹光通信技术的原理。

太赫兹光通信技术的核心是太赫兹光源和太赫兹探测器。

其中太赫兹光源通过产生太赫兹光脉冲,实现信息传输。

而太赫兹探测器则是通过接收太赫兹脉冲,并将其转化为电信号进行解码和处理。

太赫兹光源和太赫兹探测器的主要原理是太赫兹激光和太赫兹探测器件。

太赫兹激光主要有两种产生方式:第一种是通过太赫兹脉冲光纤激光器产生,这种方式的优点是输出功率较高,但缺点是成本较高且不便携;第二种是通过用电子束轰击半导体晶体方式产生,这种方式的优点是成本较低,体积小,便携,而且不受环境干扰。

太赫兹探测器件主要有三种方式,传统的太赫兹探测器只能在极低的温度下使用,而现在发展出的热电传感器、等离激元探测器和光学探测器可以在常温下使用,且灵敏度和分辨率更高。

其中,热电传感器和等离激元探测器需要以太赫兹辐射使其产生热效应,通过探测热发射的电信号或者共振效应进行太赫兹辐射信号检测。

而光学探测器则通过太赫兹泵浦光和激光光线交叉,产生太赫兹辐射,利用光波与太赫兹辐射相互作用的过程进行检测。

太赫兹光通信技术的应用前景广阔,它可以在安全、医疗、宇航等领域进行广泛的应用。

太赫兹光通信技术的高速传输能力可以用于地面/空中无人机、深海水下网络、远程医疗和工业自动化等领域。

具体来说,在安全领域中,太赫兹光通信技术可以用于无损检测、安检、边界控制、火灾探测等方面;在医疗领域中,太赫兹光通信技术可以用于医学图像领域,例如检测皮肤癌、乳腺肿瘤等,甚至可以对污染物进行检测,实现快速、无损、低成本的环境监测。

总之,太赫兹光通信技术是一种越来越引人注目的技术。

它可以应用于多种场所、服务于多种领域、实现多种功能。

太赫兹技术可看穿墙壁让隐身兵器无所遁形

太赫兹技术可看穿墙壁让隐身兵器无所遁形

太赫兹技术可看穿墙壁让隐身兵器无所遁形近年来,有一种技术被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一,被日本列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,那就是太赫兹技术。

太赫兹泛指频率在0.1~10太赫兹波段内的电磁波,处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。

频率上它要高于微波,低于红外线;能量大小则在电子和光子之间。

由于此交叉过渡区,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。

所以,上世纪九十年代以前,一度被人“遗忘”,也因此被称为“太赫兹空白”。

当前,各国纷纷加快了针对这唯一没有获得充分研究波段的探索,掀起一股研究太赫兹的热潮。

那么,作为第五维战场空间的“拓展者”,太赫兹在军事领域具体有哪些应用?让我们走近一探究竟。

太赫兹成像远距离穿墙术,铸就反恐作战新利器如果问一下驻伊美军最怕的是什么,那答案肯定是路边炸弹,防不胜防的路边炸弹,成了驻伊美军不寒而栗的“头号杀手”,以至于让美国海军陆战队司令迈克尔·哈吉认为:“这种相对低级的武器将成为未来战争的一个标志。

”在美军撤离伊拉克之前路边炸弹造成的伤亡一度不绝于耳。

与此同时,不断发生的细菌邮件、包裹炸弹和自杀式袭击也令人神经紧绷。

似乎在传统威胁面前,高新技术也无能为力,事实真是如此吗?太赫兹的穿墙透视能力或许能够扭转这种被动局面。

太赫兹的频率很高、波长很短,具有很高的时域频谱信噪比,且在浓烟、沙尘环境中传输损耗很少,可以穿透墙体对房屋内部进行扫描,是复杂战场环境下寻敌成像的理想技术。

未来城市及反恐作战中,借助太赫兹特有的“穿墙术”,可以对“墙后”物体进行三维立体成像,探测隐蔽的武器、伪装埋伏的武装人员和显示沙尘或烟雾中的坦克、火炮等装备,进而拨开战场迷雾。

另外,太赫兹成像技术在塑料凶器、陶瓷手枪、塑胶炸弹、流体炸药和人体炸弹的检测和识别上,更是“明察秋毫”,利用强太赫兹辐射照射路面,还可以远距离探测地下的雷场分布。

太赫兹技术应用

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。

太赫兹技术应用

太赫兹技术应用

太赫兹技术应用随着科技的不断发展,以太赫兹技术在各个领域的应用也越来越广泛。

以太赫兹波段的频率位于红外光和微波之间,具有穿透力强、分辨率高、非接触性等特点,因此在无线通信、医疗诊断、安全检测等方面有着巨大的潜力。

在无线通信领域,以太赫兹技术可以实现高速数据传输和远距离通信。

相比于传统的无线通信技术,以太赫兹波段的频率更高,能够实现更大的带宽和更快的传输速度。

此外,以太赫兹波能够穿透雾霾、烟尘等环境,不受电磁波穿透性差的限制,因此在恶劣环境下的通信也更加可靠稳定。

这使得以太赫兹技术在无线通信领域的应用得到越来越多的关注和研究。

在医疗诊断方面,以太赫兹技术具有非侵入性和高分辨率的优势,可以用于肿瘤检测、皮肤病诊断等。

传统的医学诊断方法往往需要进行切片、放射线检测等侵入性操作,而以太赫兹技术可以通过扫描人体表面的信息来获取内部组织的映像,从而实现非侵入性的诊断。

这不仅提高了医疗诊断的准确性和安全性,还减轻了患者的痛苦和压力。

以太赫兹技术在安全检测领域也有广泛的应用。

以太赫兹波能够穿透一些常见材料,例如纸张、塑料、织物等,因此可以用于检测隐藏在包裹、行李等物品中的危险物质。

与传统的安检设备相比,以太赫兹技术不仅能够提供更高的检测精度,还能够实现非接触式检测,避免了安检人员与危险物质接触的风险。

除了以上几个领域,以太赫兹技术还有许多其他的应用。

例如,在材料科学领域,以太赫兹技术可以用于研究材料的电磁性质和结构特征,帮助科学家们开发新的材料。

在农业领域,以太赫兹技术可以用于检测作物的水分含量和营养状况,提高农作物的产量和质量。

总的来说,以太赫兹技术在无线通信、医疗诊断、安全检测等方面的应用前景广阔。

随着科技的不断进步和发展,相信以太赫兹技术在未来会有更多的创新和突破,为人类带来更多的便利和福祉。

太赫兹技术及应用介绍

太赫兹技术及应用介绍太赫兹技术是一种新兴的无线通信和传感技术,指的是在太赫兹频段(介于红外线和微波频段之间,约为0.1至10太赫兹)进行信号传输和数据通信的技术和应用。

太赫兹技术因其在高频段的特殊性质和广泛的应用前景而备受关注。

太赫兹技术的应用领域非常广泛,涵盖了通信、传感、成像、医学、安全检测等多个领域。

下面将对太赫兹技术及其应用进行详细介绍。

首先,太赫兹技术在通信领域有着广阔的应用前景。

相较于传统的无线通信技术,太赫兹技术能够提供更高的数据传输速率,比如可达到几百兆比特每秒到数十吉比特每秒的水平。

因此,太赫兹技术可以应用于高速数据传输、宽带通信和高密度通信等领域。

此外,太赫兹技术在无线局域网(WLAN)和无线传感器网络(WSN)中也能发挥重要作用。

其次,太赫兹技术在传感领域也具备巨大的潜力与应用价值。

太赫兹波可以穿透许多非金属材料,如纸张、衣物、塑料等。

因此,太赫兹技术可以用于非接触式的物体检测和远程传感。

在材料检测中,太赫兹技术可以检测物质的物理与化学性质,如折射率、吸收系数等,因此可以广泛用于材料分析、产品质量控制等方面。

此外,太赫兹技术还可以应用于安全检测,如用于检测危险品、武器等。

太赫兹技术在成像领域也有许多应用。

太赫兹波可以穿透许多常见的物体,并能够探测到物体的内部结构。

因此,太赫兹技术可以用于非破坏性检测和成像。

在医学领域,太赫兹技术可以用于人体组织结构的成像,如乳腺癌的早期诊断、皮肤癌的检测等。

此外,太赫兹技术还可以用于隐蔽物体的发现与识别,如用于安全检测中的X射线透视、行李检测等。

太赫兹技术在医学领域也有广泛的应用潜力。

太赫兹波可以穿透多种生物组织,如皮肤、毛发、牙齿等,而对于没有选择性吸收的健康组织,太赫兹波也不会对其产生伤害,这使得太赫兹技术成为了无创医学成像和诊断的理想选择。

太赫兹技术可以用于早期癌症的筛查和诊断,如乳腺癌、皮肤癌等。

同时,太赫兹技术还可以用于药物递送和治疗监测等方面。

太赫兹波段通信技术的应用与前景展望

太赫兹波段通信技术的应用与前景展望随着科学技术的不断进步,日新月异的数字化生活和物联网的兴起,通信技术逐渐成为推动经济、社会发展的重要力量。

近年来,太赫兹通信技术作为一种新型的通信技术受到了越来越多的关注。

太赫兹波段通信技术在无线通信、无损检测、固态雷达等领域均有广泛的应用,未来的前景也非常广阔。

一、太赫兹通信技术的概述太赫兹波段介于微波和红外之间,频率从0.1 THz到10 THz之间,对应的波长范围为30微米到3毫米之间。

太赫兹通信技术利用这一频段的特点,具有高速传输率、宽带、低功耗等优点。

与传统的无线通信技术相比,太赫兹通信技术的传输速度更快,能够实现更高的数据传输效率和更稳定的连接。

另外,太赫兹通信技术也具有无线电波、红外线和光波的特性,具有较强的穿透性和微弱物质的检测能力,同时能够克服毫米波的缺点,最大限度地提高了移动通信质量。

因此,太赫兹通信技术的应用非常广泛,尤其是在物联网、智能家具等领域中更是发挥着无可替代的作用。

二、太赫兹通信技术的应用领域1. 无线通信太赫兹通信技术能够克服毫米波通信的信号传输距离和通信质量受到地形、建筑等影响的缺点,提高了无线通信的质量和覆盖范围。

在未来的5G通信技术中,太赫兹通信技术将成为核心要素之一。

2. 安检太赫兹波段的特性使其在安检领域中具有广泛应用,能够检测隐藏在衣服、袋子和箱子等内部的物质,如毒品、炸药和武器等,同时也能够检测人体中孔道内的物质等,有望解决空港、车站等地方的安全检测问题。

3. 食品检测太赫兹技术在食品检测中也有很广泛的应用,如能够检测牛奶、面粉等食品中的氧化块、杂质,检测水果、蔬菜中的添加物、农药残留等毒性物质。

4. 医学太赫兹技术在医学领域中也有广泛的应用,如医学影像等领域,能够对人体的软组织、肌肉和骨骼等进行检测,提高临床诊断精度和治疗的准确性。

三、太赫兹通信技术的前景展望太赫兹通信技术的应用前景非常广阔,可以应用于移动通信、智能家具、安检、食品检测、医学等领域,未来也将成为信息科技、电子科技中的主要发展方向之一。

太赫兹应用技术的研究与发展

太赫兹应用技术的研究与发展太赫兹波,是介于微波和红外线之间的电磁波,波长在0.1-10毫米之间,频率在30-300太赫兹之间,具备穿透性、非电离性、低能量、高分辨率等特点,被誉为“生产科技发展的新曙光”和“21世纪最具潜力的新兴技术”。

近年来,太赫兹应用技术逐渐成为研究热点领域,涉及到医疗、环保、能源、信息、军事、航空航天等多个领域,具有广阔的发展前景和应用前景。

一、医疗领域太赫兹波在医疗领域的应用主要集中在成像、诊断和治疗等方面。

太赫兹技术通过检测人体组织和细胞的特异性反射、折射和传输来实现无创检测和早期诊断,提高病变检测的敏感性和精确性。

太赫兹技术也可以用于治疗某些疾病,如通过太赫兹波束调节脑细胞的交互作用,对脑退化性疾病进行治疗。

二、环保领域太赫兹波在环保领域的应用主要涉及大气污染和水质检测。

通过太赫兹技术,可以对大气中有害气体的含量进行检测,如二氧化碳、臭氧、氮氧化物等,提供较为准确的检测数据。

在水质检测方面,太赫兹波可用于检测水中的有机物、无机物、微生物等。

三、能源领域太赫兹波在能源领域的应用主要集中在太阳能电池的研制和开发。

太赫兹波可以在纳秒时间内探测太阳电池中电子的动态变化,为进一步研究探测太阳电池的性能提供了基础。

四、信息领域太赫兹波在信息领域的应用较广泛,主要集中在通信、传感以及安防领域。

太赫兹技术可以实现无线宽带通信,传输速度快、抗干扰能力强、安全性高、成本低、环境友好。

太赫兹传感技术可以用于检测远距离目标的物理参数,如位置、速度、温度等,为工业自动化、环境监测、农业生产等提供了便利。

太赫兹安防技术可以检测人体内的金属、塑料、液体等物质,根据不同物质的特异性反射、吸收和透射来实现人体的安全检测,可用于禁毒、禁烟、反恐等安全保卫工作。

五、军事领域太赫兹波在军事领域的应用主要涉及通信、情报收集、雷达探测等方面。

太赫兹通信技术可以在恶劣的电磁环境下进行保密通信,以提高信息的安全性和保密性。

太赫兹技术的原理和应用

太赫兹技术的原理和应用随着科技的发展,我们的生活质量得到了极大的提升,其中太赫兹技术成为了当前科技领域中备受关注的领域之一。

这种技术的原理和应用被广泛地研究和应用,它正在为我们的生活和一些重要的领域带来巨大的变革和进步。

一、太赫兹技术的原理太赫兹辐射指的是频率高于微波但低于红外的电磁波辐射。

由于它的频率介于光和微波之间,所以也被称为亚毫米波或THz波段。

太赫兹辐射的波长约在0.1至1毫米之间。

太赫兹辐射的能量低,对许多物体都不会产生任何伤害。

太赫兹技术利用了太赫兹波段的特性,具有很强的穿透力和捕捉信息能力。

通过对物质的高灵敏成像技术和材料物理、化学、生物等领域的研究,我们可以更全面地了解物质突破力学和化学反应的原理,同时也可以帮助开发新的功能材料和节能创新技术。

二、太赫兹技术的应用太赫兹技术可以应用于众多领域,比如材料科学、生物医学、安防检测等。

下面我们来分别介绍一下。

1. 材料科学太赫兹技术在材料科学领域中得到了广泛的应用。

太赫兹波段可以用于对材料样品进行非接触式的成像检测,较准确地表征物门表面或界面的相对电介质常数,研究和探测材料的电学、磁学、光学性质等,开发新型材料。

例如,太赫兹技术可以测量半导体芯片的厚度和制造过程的质量控制。

同时,还可以应用于研究超导体、新型电声材料和薄膜传感器等技术。

2. 生物医学使用太赫兹技术探测人体内部组织是一种安全、无创的方法。

太赫兹波可以穿透非常薄的组织,而且不会对组织产生明显的生物效应。

太赫兹技术在生物医学领域得到了广泛的应用。

通过对人体血液、细胞等生物材料的测量,可以帮助科学家深入了解人体的病理生理过程、发现和鉴定疾病标志物,进一步应用于确诊和治疗多种病症。

同时,太赫兹技术还有助于研究药物在体内的分布和传递过程。

3. 安防检测太赫兹技术在安防检测领域得到了广泛的应用。

它可以用于检测危险品、武器等性质特殊的物品。

太赫兹技术通过扫描被测样品和识别机器,准确地发现和定位非常细小的危险威胁物。

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太赫兹引领的美好时代
——访首都师范大学物理系教授张岩
张岩
1972年生,现任首都师范大学物理系主任、研究员,哈尔滨工业大学兼职教授。

是国内率先开展光学分数傅立叶变换的研究学者之一,较早利用光学分数傅立叶变换进行信息处理;促进了分数傅立叶变换在光学信息处理领域中的应用;曾从事非线性光学超晶格设计研究,为新频率的产生提供了新途径;在光学相干层析、光纤气体传感器研究领域提出多种创新技术方法,并最终得到应用。

“太赫兹是一种很‘特殊’的波,它的奇特之处在于能‘看透’许多东西,因而在军事、医疗、通讯、太空研究等方面都具有巨大价值。

”北京市太赫兹波谱与成像创新团队核心成员之一、首都师范大学物理系教授张岩对太赫兹的应用前景非常看好。

他张岩介绍说,未来5年,他们的太赫兹实验室将以应用作为发展导向。

先瞄靶后射箭——留学德国的启发
为什么要由理论研究向应用转变?张岩有他自己的看法:“以德国为例,为什么这个国家工业技术能走在世界前列?与他们‘先瞄靶,后射箭’的研究模式密切相关,靶即应用,箭是研究。


2002~2003年,张岩在德国洪堡基金的资助下到德国斯图加特大学应用光学研究所任研究员。

工作期间,他最大的感触就是德国所开设的研究课题以应用为导向,每项研究技术开发成功后,都可以直接进入企业,转化为应用。

这与我国“先有研究课题,再向应用靠拢”的研究模式大不相同。

“它一开始就解决了技术研究的后顾之忧,避免了研究与应用存在脱节的浪费现象”。

正是怀抱着渐入心中的应用梦想,回国后的张岩走进了首都师范大学太赫兹实验室。

在中科院院士杨国桢的大力倡导和校领导的大力支持下,首都师范大学于2001年建立了太赫兹实验室。

2005年,以“太赫兹科学技术的新发展”为主题的香山科学会议将该实验室确定为全国太赫兹技术开放研发平台之一。

从此,实验室的发展可谓是一帆风顺,2006年,该实验室被正式批准为北京市“太赫兹波谱与成像”重点实验室。

2007年获批太赫兹光电子学省部共建教育部重点实验室。

2008年获批中关村开放实验室。

目前,实验室具有科研用房3000平方米,其中千级超净实验室3间,面积225平方米,科研仪器设备总值超过千万元。

自建成之日起,太赫兹实验室已经和正在培养博士研究生7名,硕士研究生近百名。

在过去的3年中,实验室已经发展成为在国内领先,在国际上有重要影响力的太赫兹开放研发创新平台。

“太赫兹实验室前期的发展为我们后期研究向应用靠拢奠定了良好的基础,有了前期的铺垫,我们将研究向应用靠拢的决心更为坚定。

”为证明太赫兹的应用前景,张岩以生活应用为实例,展开了一幅太赫兹生活的美好愿景。

太赫兹与未来生活
2004年美国技术评论评选“改变未来世界十大技术”时,将太赫兹技术作为其中的紧迫技术之一。

那么,太赫兹有什么特性?太赫兹将如何改变我们未来的生活?张岩对此作了详细解读。

“与传统的光学和电磁学方法相比,太赫兹有穿透性好,光子能量低、在特定情况下特征明显等许多独特优点。

我们可以利用这些优点,作一些安检、医学上的应用。

”张岩介绍说,“我的想法是把太赫兹发展的波谱和成像表征的方法用于微纳米器件的表征探索中。

”另外,在探测技术上,张岩介绍说,太赫兹作为一种新型相干光源,其辐射的独特性质在物理、信息、材料和生物等领域具有广阔的应用前景。

为此,张岩作了解释:“太赫兹所有探测出来的信号不只是强度信号,还可得到其他的信息,如时间信息等,它可以是空间的三维再加上时间,对分析物理机理来说,相位信息获取的信息越多,分析得就越透彻。


除了在安检和医学等方面发挥作用外,太赫兹还在半导体、环境监测、移动通信和星际通讯、雷达和天文应用的领域有较大的应用价值。

“应用太赫兹对固体和气体的监测,可以对半导体、航空航天材料等进行检测;通过监测气体成分的变化,可以实现天气预报和大气污染监控;在生物医疗方面,利用太赫兹可以特征吸收特性,可以实现人体内部器官的成像,这对皮肤、癌症治疗具有重大意义……另外,针对目前太赫兹成像技术费时低效的问题,我们提出了多种焦平面成像方法,提高了焦平面成像的信噪比。

”张岩说。

此外,随着国际恐怖主义的扩散和世界性灾害的发生,防恐、减灾、构建安全的现代社会已成为世界共同的紧要课题。

欧、美等发达国家对利用太赫兹辐射波技术给予了很大的关注。

“我国同样也需要在此领域加大对太赫兹的研究力度,尽最大的可能将太赫兹的作用发挥出来。

”张岩呼吁。

太赫兹前景看好,问题不少
虽然太赫兹产业前景看好,但据张岩介绍,该行业发展也有亟待解决的发展难题。

“一方面,高校研究与企业存在较为严重的脱节现象;另一方面,国家企业因缺乏较为长远的眼光,对太赫兹产业的支持力度和技术开发魄力不够。

”张岩说,他希望实验室研究出来的器件可以很顺利地实现与企业的合作,“只有这样,太赫兹才能真正推广到应用中去”。

也正因为如此,他对太赫兹实验室未来以应用为导向的研究模式怀有很高的期望:“这种模式下,我们实现了从实际需要的功能出发去设计技术的新路子,企业需要什么样的研究,我们就要达到什么样的目的,高效而有针对性。


太赫兹研究可谓机会与挑战并存,在张岩看来,目前太赫兹产业虽存在很多不可避免的困难,但每个环节都充满了未知和希望。

他相信,只要应用得当,在不久的将来,太赫兹能创造出更多的奇迹。

(王宇东)。

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