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  • 發布時間:2018-05-28 14:56 原文鏈接: 太赫茲特點

    太赫茲是一種新的、有很多獨特優點的輻射源;太赫茲技術是一個非常重要的交叉前沿領域,給技術創新、國民經濟發展和國家安全提供了一個非常誘人的機遇。它之所以能夠引起人們廣泛的關注、有如此之多的應用,首先是因為物質的太赫茲光譜(包括透射譜和反射譜)包含著非常豐富的物理和化學信息,所以研究物質在該波段的光譜對于物質結構的探索具有重要意義;其次是因為太赫茲脈沖光源與傳統光源相比具有很多獨特的性質。 

    THz射線的特點 :

    人們關注THz技術的原因是THz射線普遍存在,是人們認識自然界的有效線索和工具。但是相對于其他波段的電磁波比如紅外和微波,對它的認識和應用非常匱乏。其次,THz射線有它自身的特點。 

    1. 由于太赫茲的頻率很高以及脈沖很短(皮秒量級),所以具有很高的空間分辨率時間分辨率。太赫茲成像技術和太赫茲波譜技術由此構成了太赫茲應用的兩個主要關鍵技術。另外,THz 脈沖的典型脈寬在皮秒量級,通過取樣測量技術,能夠有效地抑制遠紅外背景噪聲的干擾。目前,脈沖THz 輻射通常只有較低的THz 射線平均功率,但是由于THz 脈沖有很高的峰值功率,并且采用相干探測技術獲得的是THz 脈沖的實時功率而不是平均功率,因此有很高的信噪比。目前,在時域光譜系統中的信噪比可達105或更高。 

    2. THz脈沖源通常只包含若干個周期的電磁振蕩,單個脈沖的頻帶可以覆蓋從GHz 直至幾十THz 的范圍,許多生物大分子的振動和轉動能級,電介質、半導體材料、超導材料、薄膜材料等的聲子振動能級落在THz 波段范圍。因此THz 時域光譜技術作為探測材料在THz 波段信息的一種有效的手段,非常適合于測量材料吸收光譜,可用于進行定性鑒別的工作。而且太赫茲在糧食選種,優良菌種的選擇等農業和食品加工行業有著良好的應用前景。 

    3. THz光子的能量低,只有幾毫電子伏特,不會對物質產生破壞作用,因此不容易破壞被檢測物質,所以與X射線相比更具有優勢。

    4. 許多的非金屬非極性材料對THz 射線的吸收較小,因此結合相應的技術,使得探測材料內部信息成為可能。陶瓷,硬紙板,塑料制品,泡沫等對THz 電磁輻射是透明的,因此THz 技術可以作為x射線的非電離和相干的互補輻射源,用于機場、車站等地方的安全監測,以及用于集成電路焊接情況的檢測等。而極性物質對THz 電磁輻射的吸收比較強,特別是水,THz 光譜技術中應采取各種措施避免水分的影響,不過在THz 成像技術中,可以利用這一特性分辨生物組織的不同狀態,比如動物組織中脂肪和肌肉的分布,診斷人體燒傷部位的損傷程度,及植物葉片組織的水分含量分布等。太赫茲成像技術與其他波段的成像技術相比,它所得到的探測圖像的分辨率和景深都有明顯的增加(超聲、紅外、X-射線技術也能提高圖像分辨率,但是毫米波技術卻沒有明顯的提高)。 另外太赫茲技術還有許多獨特的特性,如在非均勻的物質中有較少的散射,能夠探測和測量水汽含量等等。

    應用:安全檢查、雷達、天文學、通信

     


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