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黑科技儀器助力進博會太赫茲技術(shù)邁向多場景應用

2018-11-08 10:16:24來源：中國儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：太赫茲閱讀量：10903

　　【中國儀器網(wǎng) 技術(shù)前沿】近日，我國首屆進口博覽會(以下簡稱“進博會”)在上海國家會展中心盛大開幕，預計吸引超過15萬境內(nèi)外采購商和企業(yè)前來“掘金”。國內(nèi)外眾多普通觀眾蜂擁而入，給上海出入境單位和展館安保團隊帶來了巨大的壓力。尤其是人群中攜帶的液體、信件類物品，如果仍然采用“請喝一口”或者“打開檢查”等傳統(tǒng)方式檢查，勢必會大大影響進場秩序和效率。為此，進博會動用了兩款科技“神器”，、安全地解決了這一問題。

太赫茲

　　這兩款“神器”就是上海理工大學莊松林院士團隊與上海海關(guān)聯(lián)合研發(fā)的太赫茲波譜液體檢測儀和太赫茲波譜信件檢測儀。對于液體和信件，只需用這兩款太赫茲波譜檢測儀一掃，就能在不到一秒的時間內(nèi)知曉其是否存在安全隱患。事實上，這已經(jīng)不是太赫茲技術(shù)次被應用于安防領(lǐng)域了。早在2014年，中國電子科技集團第38研究所就曾推出國內(nèi)首臺太赫茲安檢儀。如今我國在這一領(lǐng)域頗有建樹，已經(jīng)將其初步應用于檢查信件、識別炸藥、無損探傷等場景。那么，太赫茲技術(shù)在其他領(lǐng)域是否也有應用空間？它與其他科學技術(shù)之間又能有怎樣的碰撞與融合？

　　太赫茲時域光譜：識偽鑒真，保障質(zhì)量

　　太赫茲時域光譜技術(shù)是近年來頗受國內(nèi)外廣泛關(guān)注的一大新電磁波譜技術(shù)。它的基本原理就是利用飛秒脈沖產(chǎn)生并探測時間分辨的太赫茲電場，通過傅立葉變換獲得被測物的光譜信息，從而分析和鑒定被測物的結(jié)構(gòu)和物性。它目前主要應用于藥品質(zhì)量監(jiān)管領(lǐng)域，在流水線上對藥品進行光譜測量和標準對比，以便清除不合格的劣質(zhì)藥品。

　　現(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)有多家企業(yè)對這項技術(shù)進行深入研究，并開始生產(chǎn)商用太赫茲時域光譜儀。我國國家重大科學儀器設(shè)備開發(fā)專項“基于飛秒激光的太赫茲時域光譜儀開發(fā)”，就是致力于性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的基于飛秒激光的太赫茲時域光譜儀。

　　太赫茲波成像：明察秋毫，看透真相

　　太赫茲波成像技術(shù)也是通過太赫茲射線照射被測物來獲取被測物信息的。只不過它還多了后一步，那就是成像。相比于人們?yōu)槭熘统Ｓ玫腦射線，太赫茲波的光子能量很低，約為X射線的十分之一，不會對活體生物組織造成電離損傷。當太赫茲波向人體照射時，光波只會停留在皮膚表面，而不會直接穿透入內(nèi)部，這就保證了太赫茲波成像技術(shù)的安全性。

　　此外，太赫茲波在性能方面也不會輸給X射線，它可以穿透衣物、塑料、陶瓷、土壤等物質(zhì)，成像結(jié)果更加清晰。比如說，X射線成像儀無法識別具體爆炸物，但太赫茲波成像技術(shù)卻可以輕松做到，這就是后者的優(yōu)勢所在。

　　太赫茲雷達：火眼金睛，反制隱形

　　隱形，一直是很多科幻小說熱衷于描寫的超能力，而現(xiàn)實生活中確實存在能夠“隱形”的飛機。當然，隱形飛機的“隱形”并不是肉眼看不見，而是不讓雷達偵察到它的存在。不過萬物皆有天敵，隱形飛機也不例外。比如，太赫茲雷達就是一項能夠反制隱形的“黑科技”。它以很短的波長、豐富的頻率超越現(xiàn)有的隱形技術(shù)，透過吸波材料識別到隱形飛機的存在。

　　除此之外，太赫茲雷達強大的穿透力還可以探測地面下一定深度的地雷，為軍事作戰(zhàn)提供高質(zhì)量的信息情報。目前，我國在太赫茲雷達領(lǐng)域已初具成果，去年成功測試的超高頻率太赫茲雷達樣機還得到了外媒的關(guān)注。相信未來，太赫茲雷達技術(shù)將會有更廣闊的應用前景，我國在這一領(lǐng)域也將進入世界前列。

　　自2004年被美國提出并譽為“改變未來世界的技術(shù)”之一，太赫茲技術(shù)就逐漸被科學界所熟知。不少專家認為，它能夠顛覆未來絕大多數(shù)行業(yè)，在人們的生產(chǎn)生活中有著廣泛而深入的應用。至少從目前來看，它已經(jīng)為安防、天文、通信、醫(yī)學、軍事、交通等領(lǐng)域帶來了深遠的影響。雖然現(xiàn)在微波、激光等現(xiàn)有技術(shù)的成本和效率還占有優(yōu)勢，但在未來十到二十年間，太赫茲技術(shù)必將憑借高分辨率、強穿透力和強抗干擾能力等獨特優(yōu)點成為人類世界當中的核心技術(shù)。對于我國而言，未來十到二十年也將是與其他國家比拼太赫茲技術(shù)的關(guān)鍵時期，應當抓緊時間加快太赫茲技術(shù)的研究，爭取在世界范圍內(nèi)不落于人后。

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