姚建铨:生物医学亟待填补“太赫兹空隙”
近年来,频率介于红外线与微波之间的“太赫兹波”由于其独特的优点,逐渐成为物质结构探索、安全检查和通信领域的研究热点。 在日前举行的香山科学会议第488次讨论会上,中国科学院院士姚建铨指出:“应加强太赫兹波领域中物理、生物学、医学及材料学等学科的交叉融合,以推进太赫兹波在生物医学领域的研究与应用。” 由于技术与材料所限,在上世纪80年代以前,科学家一直难以获得频率在0.1到10太赫兹之间的电磁波,即太赫兹波。电磁波谱的研究与应用一度呈现出“太赫兹空隙”。 随着科学技术的发展,科学家逐渐在太赫兹波的产生、传输和检测等方面取得了令人瞩目的成绩,“太赫兹空隙”也逐渐得到填补。 长期致力于光学研究的姚建铨告诉《中国科学报》记者:“太赫兹波具有的特殊优势提示我们,其应用可能为生物医学带来革命性的变革。” 首先,太赫兹波具有类似X射线的穿透能力,但其光子能量小,不会引起生物组织的光离化。因此,太赫兹波用于生物......阅读全文
被动式太赫兹安检技术——-让人体安检更安全高效
图为图木舒克市一间房公安检查站。经济日报记者 崔国强摄 人们对于安检并不陌生。传统安检存在的辐射、检测范围小等问题,一直饱受诟病。近日,《经济日报》记者来到新疆图木舒克市,发现这里的人体安检设备有了高效、安全新方案。 在图木舒克市一间房公安检查站,走进一个白色空间,旋转一周,仅需3秒,一旁显示屏
新技术实现太赫兹波“绕障”传输
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研究中,美国布朗大学和莱斯大学研究人员描述了他们如何通过弯曲光线来绕过这些固体障碍,从而解决未来无线通信的这一
液态水产生太赫兹波被证实
液态水具有吸收太赫兹光波的性能,因此一直被认为不可能充当太赫兹波的光源。但近日,首都师范大学特聘教授张希成带领团队利用飞秒激光脉冲首次证明,液态水也能产生太赫兹波。发表在最新一期《应用物理快报》上的这一重要研究成果,将为太赫兹波在无线数据传输、工业质量管控及高清成像等领域的广泛应用提供一种全新
高精度调控让太赫兹波“舞动”自如
1月22日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,空天院研究员陈学权、方广有联合南京大学教授吴敬波团队,通过创新技术实现超宽带太赫兹偏振态的高精度动态调控,成果发表于《光学(Optica)》。这一关键技术的突破有助于推动太赫兹在新一代无线通信、文物无损检测、生物微量传感等方向
2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会第二轮通知
2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会征文通知(第二轮通知) 邀请函 由中国仪器仪表学会,“太赫兹光电子学教育部重点实验室”和《现代科学仪器》编辑部主办,《现代科学仪器》编辑部承办的2012太赫兹科学仪器及前沿技术专题研讨会,将于2012年8月8-10日在北京召开。
加速发展的毫米波/太赫兹频域(二)
II 微加工制造技术真空电子器件最大的问题是手工制造和对中,尚未实现批量制造技术。要实现毫米波和太赫兹频段的开拓,必须解决真空电子器件的批量制造问题。真空电子器件在历史发展上,本来就属于批量制造产品,否则它也不可能在上世纪构建完整的信息社会。当时的小型化三、四极管都是年产几千万支的产品。显示器件(C
加速发展的毫米波/太赫兹频域(一)
由于微波频段的拥挤,近年来国内外信息技术界都更加关注毫米波和太赫兹频域的利用和发展[1-3]。毫米波频域的应用可追朔到上世纪70年代,美国Milstar通信卫星正式使用Ka波段毫米波技术,使毫米波技术应用取得突破。近年来,高速数据通信和5G移动通信的发展,要求更高的工作频率和更宽的频带宽度。促使我们
太赫兹
太赫兹(Tera Hertz,THz)是波动频率单位之一,又称为太赫,或太拉赫兹。等于1,000,000,000,000Hz,通常用于表示电磁波频率。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。历史早期
太赫兹:看不见的幽灵-却透视一切
太赫兹是指100GHz-10THz的电磁辐射,波长在0.03mm—3mm范围。人类社会存在诸如电磁波、震动波、伽马射线、X射线等各式各样的光波,而太赫兹波是人类迄今为止了解最少、开发最少的一个波段。但是自从被人类发现以来,太赫兹已经在中国、美国、日本等多个国家的科研单位占据重要位置,甚至被评为可改变
太赫兹:看不见的幽灵-却透视一切
太赫兹是指100GHz-10THz的电磁辐射,波长在0.03mm—3mm范围。人类社会存在诸如电磁波、震动波、伽马射线、X射线等各式各样的光波,而太赫兹波是人类迄今为止了解最少、开发最少的一个波段。但是自从被人类发现以来,太赫兹已经在中国、美国、日本等多个国家的科研单位占据重要位置,甚至被评为可改变
高性能的非制冷“毫米波与太赫兹波”探测技术
毫米波(名词解释⏬)与太赫兹波(名词解释⏬)探测技术在通信、安全、生物检测、频谱分析等领域有着广泛的应用。它们是将承载着毫米波与太赫兹波的光信息转变为电信号的核心技术。 高灵敏度、宽波段、快速响应及面阵可延展性的非制冷探测技术一直是目前所急需发展的方向。它们是一系列毫米波与太赫兹波相关系统,如
太赫兹和声波结合使无针血钠检测成为可能
近日,天津大学研究人员开发了一种新型太赫兹光声系统,该系统克服了水干扰,无需抽血或标记便可实现对活体小鼠钠水平的实时测量,并通过人体实验,初步验证了走向临床应用的潜力与可行性。 据悉,该成果突破了太赫兹生物医学领域的应用瓶颈——水干扰,展现了巨大的发展空间。这不仅标志着无针诊断迈出了重要一步,
太赫兹脉冲波形校准系统国内首次研建
近日,航天科工二院203所通过开展“太赫兹电脉冲产生与测量技术预先研究”项目,在国内率先具备太赫兹脉冲波形的校准能力。 系统实现了半幅度脉冲宽度小于8ps、上升时间小于6ps的太赫兹脉冲的产生,脉冲宽度仅为传统电脉冲的1/3,系统测量带宽比传统宽带示波器提升六倍以上,具备了超高速、超
混合芯片实现太赫兹波与光信号双向转换
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和美国哈佛大学科学家合作,研制出一款新型集成芯片,实现了太赫兹波与光信号的相互转换。相关研究成果发表于最新一期《自然·通讯》杂志,有助推动超高速通信、测距、高分辨光谱以及超快计算等领域的发展。太赫兹波与光在频率范围和产生机制上存在显著差异。太赫兹波指频率在0.1太赫兹
太赫兹通信
短亦有短的好,开辟战术通信新领域。在无线通信发展百余年后的今天,军事通信领域500MHz~5GHz频段资源已日趋稀缺,未来量子通信技术虽值得憧憬,但目前仍有些遥不可及。而太赫兹这一曾被“遗忘”的波段,集成了微波通信与光通信的优点,具有传输速率高、容量大、方向性强、安全性高及穿透性好等诸多特性,在军事
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
太赫兹特点
特点编辑人们关注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。THz 脉冲的典型脉宽在皮秒量级,不但可以方便地进行时间分辨的研究,而且通过取样测量技术,能够有效地抑制远红
太赫兹应用
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。THz时域光谱技术目前已经开始商业化运作,世界范围内已经有多家企业开始生产商用THz时域光谱仪,主要是中国,美国,欧洲和日本的厂家。THz时域光谱技术的
太赫兹雷达
高精度宽频带,让隐身兵器无所遁形。众所周知,雷达主要靠接收目标的反射信号来发现目标。如果目标表面能使雷达波被吸收或散射,就可大大减小被发现的概率,从而达到隐身的目的。因此,通常所说的隐身技术主要是靠形状、吸波涂层、形成等离子云吸收或改变雷达波的传播方向来实现隐身的。在隐身技术应用之后,常规的窄带微波
太赫兹历史
太赫兹(Tera Hertz,THz)是波动频率单位之一,又称为太赫,或太拉赫兹。等于1,000,000,000,000Hz,通常用于表示电磁波频率。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。[1]
太赫兹光谱
太赫兹波,又称远红外辐射波,具备非常卓越的特性。许多常见的材料和组织对于太赫兹波都是半透明的,并表现出“太赫兹特性”,使得利用太赫兹波鉴别和分析样品成为可能。太赫兹光谱技术具备非常广泛的应用前景,比如在聚合物多晶型研究、聚合物研发、无机化学、气体光谱、固态物理、半导体物理以及药品研发等相关领域都可以
太赫兹特点
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
太赫兹简介
THz波(太赫兹波)或成为THz射线(太赫兹射线)是从上个世纪80年代中后期,才被正式命名的,在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波,波长大概在0.03到3mm范围,介于微波与红外之间。实际上,早在一百年前,就有科学工作者涉及过这一波段。在1896
太赫兹芯片
太赫兹芯片是一种全新的微芯片,是一种信号放大器,运行速度达到了1太赫兹,创下了最新的吉尼斯世界纪录。2018年4月23日,由中国电科13所研制的首款国产太赫兹成像芯片在首届数字中国建设峰会上正式发布。研发历史2014年11月,诺思罗普-格鲁曼公司芯片创造了新的吉尼斯世界纪录研发出了太赫兹芯片,能够达
太赫兹技术
太赫兹辐射是0.1~10THz的电磁辐射, 从频率上看, 在无线电波和光波, 毫米波和红外线之间; 从能量上看, 在电子和光子之间· 在电磁频谱上,太赫兹波段两侧的红外和微波技术已经非常成熟,但是太赫兹技术基本上还是一个空白,其原因是在此频段上,既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合微波的理论来
多孔核心光子晶体光纤引导偏振保持太赫兹波
高度双折射和接近零色散平坦的光子晶体光纤为低损耗成像和传感应用提供太赫兹波。 光子晶体光纤(PCF)也称为微结构光纤(MOF) ,是一类不同类型的光纤,特别适用于传感,生物医学成像,时域光谱学,安全性,DNA杂交和癌症检测领域的应用,并在光通信。 与传统光纤不同,PCF提供高双折射和可控色
多孔核心光子晶体光纤引导偏振保持太赫兹波
光子晶体光纤(PCF)也称为微结构光纤(MOF) ,是一类不同类型的光纤,特别适用于传感,生物医学成像,时域光谱学,安全性,DNA杂交和癌症检测领域的应用,并在光通信。 与传统光纤不同,PCF提供高双折射和可控色散。实芯PCF经历大量材料损失,不适用于太赫兹信号传输,而空心PCF限制电磁波的传播距离
用光电导方法产生高功率太赫兹电磁波
目前,简便易行的产生脉冲THz辐射的主要方法有两种,即光电导激发机制和光整流效应。前者是利用超快脉冲激光触发直流偏置下的光电半导体,因光生载流子在偏置电场作用下加速运动而辐射THz电磁波。光电导THz电磁辐射发射系统的性能与光电导芯片、天线的几何结构和触发激光脉冲宽度有关。其中,光电导芯片是产生TH
什么是太赫兹?太赫兹有哪些优点和应用?
太赫兹(Tera Hertz,THz)是波动频率单位之一,又称为太赫,或太拉赫兹。等于1,000,000,000,000Hz,通常用于表示电磁波频率。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可能引
太赫兹科学技术的新发展(一)
一、前言THz波是指频率在(0.1-1 0)THz(波长为3000—30微米)范围内的电磁波,1THz=1012Hz。由图1可见,它在长波段与毫米波(亚毫米波)相重合,而在短波段,与红外线相重合下,可见,太赫兹波在电磁波频谱中占有很特殊的位置。由于多种科学技术原因,特别是THz波源的问题未能很好解决