改變世界的太赫茲技術(shù)到底有多牛?院士:各國必爭的前沿技術(shù)

　　談到紅外光、激光和微波等技術(shù)，相信大多數人都有所了解。不過(guò)，知道太赫茲技術(shù)的人卻寥寥無(wú)幾了。早在2004年，美國首次提出太赫茲(THz，1012Hz)技術(shù)，并且被列為“改變未來(lái)世界的十大技術(shù)”之一。 那么，太赫茲技術(shù)到底是什么?有何種魅力吸引全球科學(xué)家的關(guān)注?給人們的生活帶來(lái)哪些影響?帶著(zhù)這一系列問(wèn)題。 近日，本網(wǎng)記者獨家采訪(fǎng)了我國著(zhù)名激光與非線(xiàn)性光學(xué)專(zhuān)家、中國科學(xué)院院士姚建銓及從事太赫茲技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的研究人員，揭開(kāi)太赫茲技術(shù)的神秘面紗。

　　揭開(kāi)太赫茲的神秘面紗?美國將其評為"改變未來(lái)世界的十大技術(shù)"之一

　　“太赫茲技術(shù),在光學(xué)領(lǐng)域有一個(gè)近年來(lái)為大眾所熟知的名字——遠紅外線(xiàn)”。近日，中國科學(xué)院院士姚建銓在接受專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)介紹，人類(lèi)社會(huì )存在諸如電磁波、震動(dòng)波、伽馬射線(xiàn)、X射線(xiàn)等各式各樣的光波,而太赫茲波是人類(lèi)迄今為止了解最少,開(kāi)發(fā)最少的一個(gè)波段。

　　2004年,太赫茲(THz,1012 Hz)技術(shù)首次被美國提出,并且美國政府將太赫茲技術(shù)評為 “改變未來(lái)世界的十大技術(shù)”之一;2005年,日本更是將其列為“國家支柱十大重點(diǎn)戰略目標”之首,舉全國之力進(jìn)行研發(fā)。太赫茲,因此成為本世紀最為重要的新興學(xué)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(cháng)范圍為0.03~3mm,介于無(wú)線(xiàn)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(shù)特性,由于太赫茲釋放的能量很小,不會(huì )在人體產(chǎn)生有害的光致電離。所以,相比X射線(xiàn),太赫茲是一種更安全的安檢技術(shù)。

　　除此之外,姚建銓表示,因為太赫茲的穿透能力很強,它不僅能探測到金屬,人體攜帶的非金屬、膠體、粉末、陶瓷、液體等危險物品都能被系統識別,安檢的效率也大大提升了。目前太赫茲人體安檢儀器已經(jīng)在國內外投入使用了。

　　太赫茲技術(shù)是極為重要的前沿技術(shù);可應用于國防、醫療等諸多領(lǐng)域

　　如果問(wèn)伊拉克戰爭中美軍最怕的是什么,那答案肯定是路邊炸彈,防不勝防的路邊炸彈,成了駐伊美軍不寒而栗的“頭號殺手”,以至于讓美國海軍陸戰隊司令邁克爾·哈吉認為:“這種相對低級的武器將成為未來(lái)戰爭的一個(gè)標志。”

　　然而,太赫茲的“穿墻術(shù)”或許能夠扭轉這種局面。姚建銓院士介紹,它不僅能夠探測隱蔽在墻后的武器、偽裝埋伏的武裝人員,還能夠顯示沙塵或煙霧中的坦克、火炮等裝備,從而有效提高部隊巷戰能力。

　　不僅如此,太赫茲成像技術(shù)在塑料兇器、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“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(chǎng)分布。

　　姚建銓院士介紹,除了軍用,太赫茲技術(shù)還可以應用于國土安全、天文、醫療、通信、科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域,因此成為當前世界上一項極為重要的前沿技術(shù)。

　　國內首先被應用在安防領(lǐng)域;G20峰會(huì )太赫茲安檢儀連螞蟻都不放過(guò)

　　姚建銓院士認為，正是因為太赫茲射線(xiàn)展現出的諸多優(yōu)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(zhì)、信噪比很高、帶寬寬等，可以應用于國防、安全、天文、醫療、科研等諸多領(lǐng)域，具有巨大的市場(chǎng)價(jià)值。

　　“為了加快安檢場(chǎng)所速率，使用太赫茲安檢儀，大約3秒時(shí)間就可以完成檢測”。北京航天易聯(lián)科技發(fā)展有限公司太赫茲項目組負責人趙光貞博士在接受中國科技網(wǎng)記者采訪(fǎng)時(shí)表示，相對于X光機安檢儀、還有主動(dòng)式毫米波安檢儀這些設備，太赫茲安檢儀主要是利用人體和物品不同的溫度差來(lái)檢測，整個(gè)過(guò)程太赫茲安檢儀不是向外輻射電磁波，而是只是被動(dòng)接收人體發(fā)射出的太赫茲波。因此是目前安檢領(lǐng)域最安全、有效的方式，對人體是沒(méi)有危害的。

　　也有媒體報道，太赫茲人體安檢儀的問(wèn)世，標志著(zhù)我國在太赫茲安檢領(lǐng)域已達到國際領(lǐng)先水平。尤其是成像技術(shù)，成像分辨率小于5毫米，即一個(gè)螞蟻大小的物體都能被辨識。未來(lái)可廣泛用于機場(chǎng)、海關(guān)、高鐵、地鐵等領(lǐng)域。

　　毫米波是否屬于太赫茲;太赫茲安檢技術(shù)與x射線(xiàn)安檢儀相比誰(shuí)更安全...

　　“太赫茲安檢儀有被動(dòng)式和主動(dòng)式的區分,被動(dòng)的是檢測儀器接收物體自己發(fā)出來(lái)的波來(lái)進(jìn)行檢測,主動(dòng)式的需要發(fā)出太赫茲波看是否可以穿透或者反射回來(lái)。”。太赫茲項目組負責人趙光貞博士介紹,毫米波比太赫茲的波段要低一些,波長(cháng)長(cháng)一些,太赫茲相對于毫米波,波長(cháng)要短,頻率高,分辨率要高一些。所以毫米波主要是主動(dòng)式檢測,從毫米波源打出毫米波到人體或者被檢測物體上,然后再反射回來(lái),機器接收反射回來(lái)的波。

　　兩者的差異:主動(dòng)式清晰度高一些,主動(dòng)太赫茲波,發(fā)射多少不好把握。被動(dòng)式,主要是看物體自己發(fā)出來(lái)的波,來(lái)進(jìn)行測量,這個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用,清晰度也可以。

　　“太赫茲安檢儀與X射線(xiàn)安檢儀并不是一回事”。趙光貞博士介紹,X射線(xiàn)安檢儀,被檢測物體經(jīng)過(guò)它時(shí)候,它是有一個(gè)發(fā)射源。X射線(xiàn)頻率特別高,能量較強,用它來(lái)做安檢,是穿透物體從另一端接收,是主動(dòng)式的。而被動(dòng)式太赫茲安檢儀,是接收被檢人員或者物體發(fā)射出的太赫茲波,這是兩個(gè)概念。

　　鑄就反恐新利器,讓炭疽病、毒品、爆炸物等無(wú)處藏身

　　如果沒(méi)有搜查許可,一般難以打開(kāi)封裝的郵件進(jìn)行檢查,所以犯罪分子有時(shí)使用裝在厚紙袋內的國際郵件來(lái)走私毒品和興奮劑。而利用太赫茲技術(shù)就可以讓這些隱身毒品無(wú)所遁形。

　　“太赫茲波是一種波長(cháng)介于紅外線(xiàn)與微波之間的電磁波,能夠穿透塑料制品、衣物。”姚建銓院士介紹,前段時(shí)間恐怖分子給美國國會(huì )議員寫(xiě)信,因為擔心信件里攜帶炭疽病菌,日本專(zhuān)門(mén)研發(fā)生產(chǎn)了幾十臺機器給美國郵電局用來(lái)檢查郵件,因為太赫茲技術(shù)不僅可以探測成像,而且還可以測量物質(zhì)成分的特性,實(shí)現對多種物體的檢測,比如毒品、爆炸物。

　　姚建銓院士介紹,太赫茲波有非常重要的學(xué)術(shù)和應用價(jià)值。由于太赫茲波所處的特殊電磁波譜的位置,它有很多優(yōu)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(wú)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(xué)、等離子體物理學(xué)、光譜學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、醫學(xué)成像、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景。

　　隨著(zhù)一系列新技術(shù)、新材料的發(fā)展,特別是超快技術(shù)的發(fā)展,使得獲得寬帶穩定的脈沖太赫茲源成為一種準常規技術(shù),太赫茲技術(shù)得以迅速發(fā)展,并在實(shí)際范圍內掀起一股太赫茲研究熱潮。也必將成為改變未來(lái)世界的重要前沿科技。