太赫兹波是从上个世纪80年代中后期,才被正式命名的,在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波,波长大概在0.03到3mm范围,介于微波与红外之间。
目前,国际上对太赫兹辐射已达成如下共识,即太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源;太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域,给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。它之所以能够引起人们广泛的关注、有如此之多的应用,首先是因为物质的太赫兹光谱(包括透射谱和反射谱)包含着非常丰富的物理和化学信息,所以研究物质在该波段的光谱对于物质结构的探索具有重要意义;其次是因为太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质。 人们关注THz技术的原因是THz射线普遍存在,是人们认识自然界的有效线索和工具。但是相对于其他波段的电磁波比如红外和微波,对它的认识和应用非常匮乏。
许多的非金属非极性材料对太赫兹射线的吸收较小,因此结合相应的技术,使得探测材料内部信息成为可能。例如,陶瓷,硬纸板,塑料制品,泡沫等对太赫兹电磁辐射是透明的,因此太赫兹技术可以作为x射线的非电离和相干的互补辐射源,用于机场、车站等地方的安全监测,比如探查隐藏的走私物品包括枪械、爆炸物、和毒品等,以及用于集成电路焊接情况的检测等。极性物质对太赫兹电磁辐射的吸收比较强,特别是水,太赫兹光谱技术中应采取各种措施避免水分的影响,不过在太赫兹成像技术中,可以利用这一特性分辨生物组织的不同状态,比如动物组织中脂肪和肌肉的分布,诊断人体烧伤部位的损伤程度,及植物叶片组织的水分含量分布等。太赫兹成像技术与其他波段的成像技术相比,它所得到的探测图像的分辨率和景深都有明显的增加(超声、红外、X-射线技术也能提高图像分辨率,但是毫米波技术却没有明显的提高)。
另外太赫兹技术还有许多独特的特性,如在非均匀的物质中有较少的散射,能够探测和测量水汽含量等等。 太赫兹光谱技术不仅信噪比高,能够迅速地对样品组成的细微变化作出分析和鉴别,而且太赫兹光谱技术是一种非接触测量技术,使它能够对半导体、电介质薄膜及体材料的物理信息进行快速准确的测量。鉴于THz射线的特点,必将给通信、雷达、天文、医学成像、生物化学物品鉴定、材料学、安全检查等领域带来深远的影响,进而改变人们的生产生活。
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