国内工程人才紧缺太赫兹技术助世界革新

上海理工大学日前取得科研新突破，专家团队研制出两台“太赫兹人体安检仪”。不同于目前国内机场使用的金属探测门和X射线探测仪，它能检测出乘客随身携带的非金属危险品，如陶瓷刀、工程塑料手枪、有机炸药，进一步提升了安检能级。

　　该团队还研制出了“远距离太赫兹成像安检仪”，适用于大型园区等大流量公共场所。仪器一旦显示有人携带可疑物品，安检人员即可对其进行检查，消除安全隐患。

　　中国太赫兹技术紧跟全球步伐

　　“太赫兹”（THz）是一个频率单位，1太赫兹等于10的12次方赫兹。频率在0.1—10THz的电磁波，称作“太赫兹波”，其波长介于远红外光与毫米波之间。据上理工光电学院院长庄松林院士介绍，在电磁波家族中，太赫兹波的地位很特殊，由于它处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域，而且没有太赫兹源和检测器，很长时间里科学界缺乏系统研究。从上世纪90年代起，科研人员开始研发太赫兹源和检测器，使太赫兹科技成为全球科技前沿。

　　2004年，美国麻省理工学院将太赫兹科技评为“改变未来世界的十大技术”之一。美国国防部先进研究项目局（DARPA）、美国航空航天局（NASA）等机构投入重金，把太赫兹波用于军事、太空探测项目。日本政府将其列为“国家支柱技术十大重点战略目标”之首，宣称将在2020年东京奥运会时实现太赫兹高速通信，速度为每秒100千兆，是目前LTE网络的1000倍。

　　我国在太赫兹领域也有布局，已设立973计划项目，组织南京、上海、四川、天津等地高校和科研院所开展研究。其中，上理工是唯一承担设备系统的单位。在科技部、国家自然科学基金委、上海市科委等部门的支持下，庄松林院士领衔的团队掌握了太赫兹源、功能器件等核心技术，研制出具有自主知识产权的94GHz（1000GHz=1THz）人体安检仪样机。

　　据悉，2012年，美国已将成批太赫兹人体安检仪引入机场安检系统，防止贴身携带有机炸药等危险品的恐怖分子登机。

　　太赫兹人体安检仪——规避“裸体安检”

　　在上理工实验室，接受安检者踏上检测平台，面朝太赫兹源双臂上举。3秒内，仪器的显示屏就出现了“透视”人形。如果随身携带危险品，人形相应部位会有黑色阴影。笔者试着在衣服里藏了一把塑料玩具枪，结果立刻被仪器识破。

　　生就“火眼金睛”，是因为太赫兹波穿透性极强，对衣服及各种包装物的透过率在95%以上。与X光不同，太赫兹波的光子能量很低，辐射量仅为手机接通时的1/10，照射后对人体不会有任何伤害。

上理工上海市现代光学系统重点实验室常务副主任朱亦鸣教授说，仪器采用太赫兹多探头探测、主动式成像、高速光机扫描等先进技术，成像分辨率达到2.5厘米，能识别出随身携带的打火机，扫描时间为3秒每帧，解决了被动式太赫兹人体成像系统普遍存在的扫描时间长、分辨率不高等技术难题。

　　由于有透视功能，这种仪器几年前在美国使用时，被媒体称作“裸体安检”，引发公众质疑。为此，美国技术人员对仪器成像做了特殊处理——只显示疑似危险品，而把人体隐私部位模糊掉。上海研发的安检仪也是如此，受检者不必担心隐私泄露。

　　据估算，太赫兹人体安检仪在国内机场、火车站广泛运用后，市场销售额将达到150亿元。面对巨大市场前景，科研团队即将展开新一代样机研发，使图像分辨率达到1.5厘米，扫描时间缩短至1.3秒每帧。

　　此外，原理相仿的远距离太赫兹成像安检仪也是市场上的“香饽饽”。这种扫描距离达15米、扫描时间1秒每帧、精度6厘米的仪器，能对公共场所大客流进行远距离扫描，筛查出携带危险品的可疑分子。目前，市科委正在积极推动上理工与大型园区的合作。

　　国内高校渴盼太赫兹科技项目工程人才

　　在样机研发过程中，科研人员也有困惑。朱亦鸣说，国内高校的工程技术人才，特别是熟悉工艺技术的人才太少，导致他们的产品样机开发进程较慢，机器的稳定性、可靠性也不够。“我们毕竟都是搞科研的，工程化方面并不擅长。与企业合作吧，大多数民营企业规模偏小，缺少高水平的工程人员；国有企业工程人员多，但合作审批流程较慢，也未必对我们的项目感兴趣。”朱亦鸣提出：高校可否调整人员引进标准，聘用一些工程领域人才，更好地推动高校科技成果转化。

　　笔者了解到，上理工有待转化的太赫兹科技项目还有很多：如地沟油快速检测仪，能用太赫兹波区分未加热过的植物油和各类地沟油。人们所说的“地沟油”，通常含有动物脂肪和反复加热产生的过氧化物，利用太赫兹波对它们检测后得到的振动频率，与检测植物油得到的振动频率明显不同。目前，检测准确率为80%—90%。但我国尚未出台“地沟油”标准，这种仪器还无法产业化。还有癌细胞成像分析系统，通过太赫兹波扫描皮肤，能区分正常细胞与乳腺癌、淋巴癌、皮肤癌等细胞。目前，这类系统处在临床试验阶段。英国已有同类产品问世。

　　可以预见，太赫兹科技将在多个领域改变我们的生活。