一眼就看“透”你的太赫茲技術

太赫茲(THz)指的是電磁頻譜上頻率為0.1～10THz的輻射，波長范圍為0.03～3mm，介于無線電波和光波之間。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，可以應用于國防、國土安全、天文、醫療、科學研究等諸多領域，因此成為當前世界上一項極為重要的前沿技術。太赫茲技術的研究內容主要包括太赫茲波的產生、傳輸、與物質的相互作用以及應用等。

?　　太赫茲技術具有非常大的技術潛力和極為廣泛的應用前景，因此受到了國際學術界、產業界和各國政府極大的重視和關注。美國、歐洲、日本等國家和地區都將太赫茲技術作為一個重要的研究領域。美國國防部、能源部、國家航空航天局、國家科學基金會、國家衛生學會以及相關的科研機構在都在進行太赫茲技術的研究。針對其軍事應用需求，泰萊達因技術公司、諾斯羅普·格魯曼公司和科學應用跨國公司等都開展了相關研究。美國的TeraView公司、古德里奇公司、ThruVision公司、Rapiscan系統公司、美國科學與工程公司以及英國的奎奈蒂克公司則開展了太赫茲技術在國土安全方面的研究。此外，日本、韓國的大學、研究所和實驗室也在進行太赫茲技術的研究。

?　　太赫茲技術與微波技術類似，屬于一種電磁頻譜技術，其后續研究主要包括基礎性研究和應用研究兩個方面。太赫茲波的傳輸與物質的相互作用、輻射源等原理和基礎性研究是當前研究的重點。

?　　2004年，美國就將太赫茲技術列為改變未來世界的十大技術之一，國防部下屬的國防高級研究計劃局和美國陸軍研究局都在積極關注和推動太赫茲技術在軍事上的應用。2004年，美國國防高級研究計劃局啟動太赫茲成像陣列技術研究計劃，并在隨后啟動太赫茲電子學研究計劃，由泰萊達因技術公司等機構研究基于太赫茲的先進磷化銦異質結雙極晶體管(HBT)半導體技術、太赫茲高分辨率成像技術等方面的研究。歐洲國家則也相繼啟動了太赫茲輻射成像、分子生物學研究、空間天文學、太赫茲遙感等多個相關的研究計劃。日本在2005年初將太赫茲技術確定為今后十年重點開發的“國家支柱技術十大重點戰略目標”之首，并列入日本政府從2006年開始到2010年結束的第三期科學技術基本計劃。

?　　美國國防高級研究計劃局最終研制出了便攜式遠距離太赫茲成像雷達;歐洲則已經并在2006年成功研制出了通信距離為1.5km的太赫茲無線通信演示系統。英國的奎奈蒂克公司則已經推出了實用化的太赫茲違禁品探測系統。

?　　目前，太赫茲技術已經在違禁品檢測等方面得到了初步的應用。奎奈蒂克公司開發的SPO-20便攜式探測系統能生成高清晰度的三維圖像，可在20m外自動檢測大交通流量地區的威脅，包括危險液體和簡易爆炸裝置部件。但是，從總體情況來看，太赫茲技術依然還處于初期的探索研究階段。未來，太赫茲技術在軍事領域將可以利用其全天候工作、反隱身能力強、可有效對抗背景雜波干擾的特性來實現遠距離三維或多超光譜成像、穿透墻壁等障礙物進行探測和識別、防區外生化戰劑/爆炸物的探測以及全天候隱蔽通信，其中成像將是太赫茲在軍事上最主要也最有前途的應用，可以利用太赫茲雷達輕松地發現前方灰塵或煙霧中的坦克或其他藏匿的武器。此外，太赫茲技術還將在未來的反恐緝毒、醫療診斷等方面民用領域獲得廣泛的應用。

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　　太赫茲技術未來的發展方向包括以下3個方面：改進現有的輻射源，開發基于石墨烯等超材料的新型輻射源，克服當前信號弱、波束相干性不好、難以實現遠距離高速傳輸、體積龐大、價格昂貴等缺點;針對太赫茲成像和太赫茲光譜分析應用，通過材料和結構方面的創新設計提高探測器的靈敏度;積極探索太赫茲技術在非致命、定向能等具有重要戰術和戰略意義等領域的應用。

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