太赫兹原理及应用.pptVIP

THz在电磁波谱中的位置 一、THz 在国家安全、反恐方面的作用 由于 THz 波对衣物、塑料、陶瓷、硅片、纸张和干木材等一系列物质具有较好的穿透性能；而且能够根据物质的THz“指纹谱”，对物质进行识别，所以在毒品、化学生物危险品和武器等的非接触安全检测、邮件隐藏物的非接触检测等方面受到了反恐、保安和海关检查等部门的高度重视。 七、THz 技术对发展新一代 IT 产业的作用 可以预言，一旦THz 辐射源、检测技术等得到发 展，THz 技术将在 IT 领域具有很强的竞争力。目前 世界上已有不少公司从事有关 THz 技术商品化的工 作，如美国一些大学孵化了 Picometrix、Phycical science Inc.、Calabazas Creek Res. Inc.等公司。 英国剑桥大学孵化了 TeraView LtD. 英国和欧洲建立 了ThruVision 公司。日本已有不少公司在进行有关 THz 技术的研发和商业化的工作等。 * * 太赫兹(THZ)原理及应用 林凌 叶庆 郑浩翔 顾思喻 (三) THz波的应用 (一) 什么是THz波？ (二) THz波的主要特征 内容概要 THz波具有波的特性: 衍射和干涉 THz辐射(Ｔ射线)通常指的是频率在0.1THz～10THz(波长在3mｍ～ 30μｍ)之间的电磁波，其波段在微波和红外光之间，属于远红外波段，此波段是人们所剩的最后一个未被开发的波段。 T-射线的几个主要特性 （一）相干性 THz技术的相干测量技术能够直接测量电场振幅和相位，可以方便地提取样品的折射率、吸收系数. （二）低能性 (4.1 meV ～1 THz) X-射线~30kev 相差7个数量级 !! （四）大多数极性分子如水分子，对THz辐射 有强烈的吸收。 （三） THz 辐射对于很多非极性物质，如电介质材料及塑料、纸箱、布料等包装材料有很强的穿透力, 可用来对已经包装的物品进行质检或者用于安全检查。 （五）瞬态性： THz脉冲的典型脉宽在皮秒量级，通过电光取样测量技术，能够有效地抑制背景辐射噪声的干扰。在小于3THz时信噪比高达104:1，远远高于傅立叶变换红外光谱技术，而且其稳定性更好。 （六）宽带性： THz脉冲光源通常包含若干个周期的电磁振荡，单个脉冲的频带可以覆盖从GHz至几十THz的范围，便于在大的范围里分析物质的光谱性质。 THz辐射主要应用领域 生物医学 安全检查 工业无损检测 空间物理和天文学 环境监测 化学分析 军事和通信领域 报纸 尖刀 !! THz在安全检查上的应用 使用太赫兹技术研究航天飞机失事的原因 二. THz在无损检测中的应用 三.THz 在医学中的应用 4 3 2 1 0 电光信号 (nA) 40 30 20 10 0 Time Delay (ps) 癌变组织 正常组织 癌变组织和正常组织的THz波具有不同的振幅，波形和时间延迟，我们可以从中得到肿瘤的大小和形状。 THz 成像 标准照片 THz 波形 肿瘤 THz 乳腺肿瘤(模型)成像 四. THz 在生物、环境监测上的应用 ● 由于生物大分子的振动和转动能量均在 THz 波段， 因而利用THz 辐射技术可得到 DNA 的重要信息，这对 粮食选种、优良菌种选择等起着重要作用； ● THz 在生物化学应用以及药物的分析和检测等方面 都具有良好的功能； ● THz 辐射可以穿透烟雾，又可检测有毒或有害分 子，所以在环境监测和保护方面将得到应用。 ● THz 雷达可成为未来高精度雷达的发展方向: 由于 THz 波比通常微波的频率更高,在远程军事目 标探测、显示前方烟雾中的坦克、远距离成像、多光 谱成像等方面有重要的应用, 能够探测比微波雷达更小 的目标和实现更精确的定位，具有更高的分辨率和更 强的必威体育官网网址性。 ● THz 技术在反隐身方面有特殊的功能：目前各种军 事目标、武器的隐身主要是针对微波、毫米波波段的 隐身，而在尚未充分开发利用的 THz 波段中几乎未涉 及。所以THz 雷达有望探测到目前各种军事目标和武 器，将成为反隐身的军事武器。 五. THz 技术在国防上的重要作用。 THz 波用于通信可获得 10GB/s 无线传输速度，比 当前的超宽带技术快数百至上千倍；与可见光和红 外线相比，它同时具有极高的方向性以及较强的云 雾穿透能力。这就使得THz 通信可以以极高的带宽 进行高必威体育官网网址卫星通信。THz 卫星成像和通信技术可 能是今后各国关注的重要领域。 六. THz 技术在军事通信上有独特的优势 常规法成像结果 TH