相信大多數人對紅外光,激光和微波等技術都有所了解,而知道太赫茲技術的人卻寥寥無幾。對此,人民網採訪了國中著名激光與非線性光學專家,中國科學院院士姚建銓及從事太赫茲技術相關領域的研究人員。

早在2004年,美國首次提出了太赫茲(THz,10Hz)技術,並將其列為“改變未來世界的十大技術”之一。那麼,太赫茲技術到底是什麼?它有怎樣的魅力,能夠吸引全球科學家的關注呢?它會給人們的生活帶來哪些影響?帶著這一系列問題,人民網採訪了中國著名激光與非線性光學專家,中國科學院院士姚建銓及從事太赫茲技術相關領域的研究人員,揭開太赫茲技術的神秘面紗。

美國將太赫茲技術評為“改變未來世界的十大技術”之一

“太赫茲技術,在光學領域有一個近年來為大眾所熟知的名字 - 遠紅外線。”中國科學院院士姚建銓介紹,現實中存在諸如電磁波,震動波,伽馬射線,X射線等各式各樣的光波,而太赫茲波是人類迄今為止了解最少,開發最少的一個波段。

2004年年,太赫茲(赫茲,赫茲)技術首次被美國科學家提出,並且美國政府將太赫茲技術評為“改變未來世界的十大技術”之一; 2005年,日本更是將其列為“國家支柱十大重點戰略目標“之首,舉全國之力進行研發。對太赫茲技術的研究成為了成為一門專門的學科,也是本世紀最為重要的新興學科之一。

“太赫茲指的是電磁頻譜上頻率為0.1〜10THz的輻射,波長範圍為0.03〜3mm的,介於無線電波和光波之間”。姚建銓院士表示,太赫茲波具有穿透性強,使用安全性高,定向性好,帶寬高等技術特性。並且,太赫茲釋放的能量很小,不會對人體產生有害的光致電離。所以,相比X射線,太赫茲是一種更安全的安檢技術。


除此之外,姚建銓表示,太赫茲的穿透能力很強,它不僅能探測到金屬,並且能識別非金屬,膠體,粉末,陶瓷,液體等危險物品。目前太赫茲人體安檢儀器已經在國內外投入使用,大大提升了安檢的效率。

太赫茲技術可應用於國防,醫療等諸多領域

太赫茲的“穿牆術”或許還能夠扭轉作戰時的戰場局勢。姚建銓介紹,它不僅能夠探測隱蔽在牆後的武器,偽裝埋伏的武裝人員,還能夠顯示沙塵或煙霧中的坦克,火砲等裝備,從而有效提高部隊巷戰能力。

不僅如此,太赫茲成像技術在塑料凶器,陶瓷手槍,塑膠炸彈,流體炸藥和人體炸彈的檢測和識別上更是能做到“明察秋毫”,利用強太赫茲輻射照射路面,還可以遠距離探測地下的雷場分佈。

除了軍用太赫茲技術,姚建銓院士認為,正是因為太赫茲射線展現出的諸多優越特性 - 包括能量低,對許多生物大分子表現出很強的吸收和諧振,能夠以很小的衰減穿透物質,信噪比很高,帶寬寬等,它可以應用於國防,安全,天文,醫療,科研等諸多領域,是當前世界上一項極為重要的前沿技術,具有巨大的市場價值。

太赫茲技術將成為改變未來世界的重要前沿科技

也有媒體報導,太赫茲人體安檢儀的問世,標誌著我國在太赫茲安檢領域已達到國際領先水平。尤其是成像技術,成像分辨率小於5毫米,即一個螞蟻大小的物體都能被辨識,未來可廣泛用於機場,海關,高鐵,地鐵等地的安檢區域。

“太赫茲波是一種波長介於紅外線與微波之間的電磁波,能夠穿透塑料製品,衣物。”姚建銓介紹,有些國家可能存在攜帶炭疽病菌的惡意信件,對此,日本專門研發生產了幾十台機器給有需求的單位來檢查郵件,因為太赫茲技術不僅可以探測成像,還可以測量物質成分的特性,實現對多種物體的檢測,比如毒品,爆炸物等。

姚建銓介紹,太赫茲波有非常重要的學術和應用價值。由於太赫茲波所處的電磁波譜的位置較為特殊,它有很多優越的特性,在材料分子的特殊光譜信息分析,材料與結構的無損探傷及三維層析,違禁物品反恐檢查,生物組織的活體檢查,高精度保密雷達,衛星間寬帶通信等方面的研究,在天體物理學,等離子體物理學,光譜學,材料學,生物學,醫學成像,環境科學,信息科學等領域有著廣闊的應用前景。

資料來源:人民網

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