太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源;太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域,给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。它之所以能够引起人们广泛的关注、有如此之多的应用,首先是因为物质的太赫兹光谱(包括透射谱和反射谱)包含着非常丰富的物理和化学信息,所以研究物质在该波段的光谱对于物质结构的探索具有重要意义;其次是因为太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质。
THz射线的特点 :
人们关注THz技术的原因是THz射线普遍存在,是人们认识自然界的有效线索和工具。但是相对于其他波段的电磁波比如红外和微波,对它的认识和应用非常匮乏。其次,THz射线有它自身的特点。
1. 由于太赫兹的频率很高以及脉冲很短(皮秒量级),所以具有很高的空间分辨率时间分辨率。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。另外,THz 脉冲的典型脉宽在皮秒量级,通过取样测量技术,能够有效地抑制远红外背景噪声的干扰。目前,脉冲THz 辐射通常只有较低的THz 射线平均功率,但是由于THz 脉冲有很高的峰值功率,并且采用相干探测技术获得的是THz 脉冲的实时功率而不是平均功率,因此有很高的信噪比。目前,在时域光谱系统中的信噪比可达105或更高。
2. 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GHz 直至几十THz 的范围,许多生物大分子的振动和转动能级,电介质、半导体材料、超导材料、薄膜材料等的声子振动能级落在THz 波段范围。因此THz 时域光谱技术作为探测材料在THz 波段信息的一种有效的手段,非常适合于测量材料吸收光谱,可用于进行定性鉴别的工作。而且太赫兹在粮食选种,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。
3. THz光子的能量低,只有几毫电子伏特,不会对物质产生破坏作用,因此不容易破坏被检测物质,所以与X射线相比更具有优势。
4. 许多的非金属非极性材料对THz 射线的吸收较小,因此结合相应的技术,使得探测材料内部信息成为可能。陶瓷,硬纸板,塑料制品,泡沫等对THz 电磁辐射是透明的,因此THz 技术可以作为x射线的非电离和相干的互补辐射源,用于机场、车站等地方的安全监测,以及用于集成电路焊接情况的检测等。而极性物质对THz 电磁辐射的吸收比较强,特别是水,THz 光谱技术中应采取各种措施避免水分的影响,不过在THz 成像技术中,可以利用这一特性分辨生物组织的不同状态,比如动物组织中脂肪和肌肉的分布,诊断人体烧伤部位的损伤程度,及植物叶片组织的水分含量分布等。太赫兹成像技术与其他波段的成像技术相比,它所得到的探测图像的分辨率和景深都有明显的增加(超声、红外、X-射线技术也能提高图像分辨率,但是毫米波技术却没有明显的提高)。 另外太赫兹技术还有许多独特的特性,如在非均匀的物质中有较少的散射,能够探测和测量水汽含量等等。
应用:安全检查、雷达、天文学、通信
高瓴创投又出手了,投资了一家致力于研究电磁波“全能选手”的高新技术企业。近日,太景科技(南京)有限公司(以下简称太景科技)宣布完成数千万元A轮融资,由高瓴创投(GLVentures)领投,深圳中小担创......
太赫兹(THz)是一种频率介于微波和红外频率之间的电磁波。然而,目前缺乏高效率、高集成度以及易调制的太赫兹辐射源。传统太赫兹产生方式如光电导天线和电光晶体法,存在着太赫兹能量低、带宽小、成本高和波长依......
科技日报北京9月3日电 (记者张佳欣)澳大利亚阿德莱德大学领导的国际团队开发出首个基于无基板硅基的超宽带集成太赫兹偏振复用器,并在亚太赫兹J波段(220—330GHz)中对其进行了测试,该波......
高大上的“太赫兹”究竟有什么作用在电磁波谱中有一段尚未被人类有效认识和利用的真空地带。其频率范围为100GHz-10THz(Terahertz,1×10e12Hz),位于微波和红外辐射之间,这就是“太......
科技日报北京4月11日电 (记者张梦然)当前无线通信系统依靠微波辐射来承载数据,未来数据传输标准将利用太赫兹波。与微波不同,太赫兹信号可被大多数固体物体阻挡。在《通信工程》杂志上发表的一项新......
蛋白分子膜(蛋白膜)在生物传感和生物材料领域应用广泛。从纳米尺度精确检测蛋白分子的成膜过程,对控制蛋白膜的品质、理解其形成机制和评价其功能表现具有重要意义。然而,目前尚缺少一种能够精确表征蛋白分子在成......
韩国蔚山国立科技大学与美国田纳西大学、橡树岭国家实验室的研究团队合作开发出一种新技术,成功优化了专门用于6G通信的太赫兹(THz)纳米谐振器,将太赫兹电磁波放大3万倍以上。这一突破有望为6G通信频率的......
13日从中国科学院紫金山天文台获悉,在中国第39次南极科学考察期间,由该台牵头完成了南极内陆太赫兹天文试观测和通信收发等实验。这是中国自主研制的太赫兹探测设备首次在南极内陆极端环境下成功运行。据科研人......
他们,研制了我国第一台毫米波天文超导接收机;他们,在国际上首次实现高能隙氮化铌超导隧道结的天文观测;他们,研制了目前世界上最前沿的超导热电子混频器;他们,实现了我国首例千像元太......
太赫兹团队(左四为李婧)部分成员在高海拔地区工作合影。他们,研制了我国第一台毫米波天文超导接收机;他们,在国际上首次实现高能隙氮化铌超导隧道结的天文观测;他们,研制了目前世界上最前沿的超导热电子混频器......