高大上的“太赫茲”究竟有什么作用第一點
高大上的“太赫茲”究竟有什么作用
在電磁波譜中有一段尚未被人類有效認識和利用的真空地帶。其頻率范圍為100 GHz-10 THz（Terahertz，1×10e12 Hz），位于微波和紅外輻射之間，這就是“太赫茲空隙”。長期以來，在微波、可見光、紅外等技術被廣泛應用的情況下，太赫茲在科研和應用方面卻相對滯后，主要原因是缺少有效的太赫茲探測器和發射源，直到近十幾年，隨著科研手段的提高，人們在這一領域的研究才有了較大的發展。這個特殊波段被認為將開啟本世紀的科技前沿革命。2000年，歐盟設立了國際聯合項目“THz-Bridge”；2004年，美國政府將太赫茲技術評為“改變未來世界的十大技術”之一；2005年，日本將太赫茲技術列為“國家支柱十大重點戰略目標”之首；同年，在我國舉行了以“太赫茲科學技術的新發展”為主題的香山科學會議，為國內太赫茲技術的大力發展奠定了基礎。
太赫茲波段在電磁波譜中的位置
由于太赫茲波在電磁波譜中所處的特殊位置，與其他波段的輻射相比，具有許多獨特的優點。與微波、毫米波相比，太赫茲的頻率很高，所以其空間分辨率也很高；太赫茲脈沖很短，所以具有更高的時間分辨率。與紅外輻射相比，太赫茲波可以更容易地穿過沙塵、煙霧，受惡劣氣候條件的影響比較小，并且具有更寬的視場搜索范圍。與X射線相比，太赫茲能量很小，不會對物質產生破壞作用，另外，太赫茲波能夠穿透大多數非極性材料，并且生物大分子的振動和轉動頻率的共振頻率在太赫茲波段，適合對生物組織進行活體檢查。太赫茲的上述特性在光譜成像、無損檢測、安全檢查、生物醫療、保密雷達、射電天文、寬帶通信等領域具有廣闊的應用前景。
一、醫學診斷及成像
傳統的人體透視和攝片都使用X射線，但X射線對人體會帶來副作用。太赫茲波也具有類似X射線的穿透能力，但其光子能量小，對人體的輻射能量比X光小100萬倍，因此不會對人體造成輻射性傷害。另外，X光穿透性很強，無法細致區分正常細胞與癌細胞，超聲波穿透性又稍弱，照射不到細胞內部，只能“看到”直徑大于1毫米的癌癥腫瘤。而太赫茲波卻恰好能夠檢測到細胞內部生化信號的變化，分辨出正常細胞和癌細胞的不同。
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