太赫兹科学技术的综述

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太赫兹科学技术研究的新进展

太赫兹科学技术研究的新进展一、本文概述随着科学技术的飞速发展，太赫兹（Terahertz，简称THz）科学技术研究逐渐成为全球范围内的热点领域。

太赫兹波，位于微波和红外线之间，其频率范围在1-10 THz，具有独特的物理和化学性质，如高穿透性、低能量性和宽带信息等，使得太赫兹波在通信、生物医学、安全检查等领域具有广阔的应用前景。

本文旨在综述近年来太赫兹科学技术研究的新进展，包括太赫兹波的产生、检测、成像技术，以及其在不同领域的应用案例，以期为太赫兹科学技术的进一步发展和应用提供参考和借鉴。

在本文中，我们首先简要介绍太赫兹波的基本概念和特性，然后重点综述太赫兹波的产生和检测技术的最新研究进展，包括光电导天线、光整流、差频产生等太赫兹波产生方法，以及光电导采样、相干采样、热释电探测等太赫兹波检测技术。

接着，我们将介绍太赫兹成像技术的发展和应用，包括透射式太赫兹成像、反射式太赫兹成像和扫描式太赫兹成像等。

我们还将讨论太赫兹波在通信、生物医学、安全检查等领域的应用案例，以及太赫兹科学技术面临的挑战和未来的发展趋势。

通过本文的综述，我们期望能够全面展示太赫兹科学技术研究的新进展，为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考和启示，推动太赫兹科学技术的进一步发展和应用。

二、太赫兹波产生与检测技术的新进展近年来，太赫兹波产生与检测技术取得了显著的进展，为太赫兹科学技术的深入研究与应用提供了有力支持。

在太赫兹波产生方面，新型太赫兹源的研究与开发成为热点，如基于光电子学等离子体、量子级联激光器等技术手段的太赫兹源，不断推动太赫兹波产生效率与稳定性的提升。

太赫兹波导与天线技术的发展也加速了太赫兹波在空间中的高效传输与辐射。

在太赫兹波检测方面，新型太赫兹探测器与成像技术的突破为太赫兹波的应用打开了新的领域。

通过改进材料结构与工艺，太赫兹探测器的灵敏度和响应速度得到了显著提升。

太赫兹成像技术在生物医学、安全检查等领域的应用逐渐普及，为疾病的早期诊断与安全监控提供了有力手段。

太赫兹技术应用

太赫兹技术应用的实际应用情况引言太赫兹技术是指在太赫兹频段（0.1-10 THz）进行研究和应用的一种新兴领域。

太赫兹波是介于红外线和微波之间的电磁波，具有高穿透力、非离子性和无辐射危害等特点。

近年来，太赫兹技术在多个领域得到了广泛的应用，包括材料科学、生物医学、安全检测等。

本文将详细描述太赫兹技术在这些领域中的应用背景、应用过程和应用效果。

一、材料科学领域中的太赫兹技术应用1. 应用背景材料科学是太赫兹技术最早被应用的领域之一。

传统的材料性能测试方法往往需要对样品进行破坏性测试或使用昂贵复杂的设备，而太赫兹技术可以通过非接触式测量手段实现对材料内部结构和性能的快速准确分析。

2. 应用过程太赫兹技术在材料科学中的应用过程通常包括以下几个步骤： #### a. 信号发射与接收通过太赫兹源产生太赫兹波，并使用太赫兹探测器接收反射、透射或散射的信号。

这些信号包含了材料的特征信息。

#### b. 数据处理与分析对接收到的信号进行数据处理和分析，提取有用的信息。

常用的方法包括时域分析、频域分析、图像重建等。

#### c. 结果展示与解释将处理和分析得到的数据结果进行展示，并根据结果解释材料的性能和结构。

3. 应用效果太赫兹技术在材料科学中的应用效果主要体现在以下几个方面： #### a. 材料成分分析太赫兹技术可以快速准确地检测材料中不同成分的存在和含量，例如聚合物、金属、陶瓷等。

这对于材料研发和质量控制具有重要意义。

#### b. 材料缺陷检测太赫兹技术可以探测材料中微小缺陷，如裂纹、气泡等。

这对于材料的评估和改进具有重要意义。

#### c. 材料性能表征太赫兹技术可以测量材料的电磁性能，如介电常数、导电率等。

这对于材料的设计和优化具有重要意义。

二、生物医学领域中的太赫兹技术应用1. 应用背景生物医学领域是太赫兹技术应用的另一个重要领域。

太赫兹波在生物组织中具有较好的穿透力，同时对水分子有较强的吸收作用，因此可以用于非侵入式地探测和诊断生物组织。

太赫兹技术

随着２０世纪８０年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，使得获得宽带稳定的脉冲太赫兹源成为一种；佳常规技术，太赫兹技术得以迅速发展，并掀起一股太赫兹研究热潮。２００４年，美国政府将太赫兹科技评为 “改变未来世界的十大技术 ”之四，而日本于２００５年１月８日更是将太赫兹技术列为 “国家支柱技术十大重点战略目标 ” 之首，举全国之力进行研发。我国政府在２００５年１１月专门召开了 “香山科技会议 ”，邀请国内多位在太赫兹研究领域有影响的院士专门讨论我国太赫兹事业的发展方向，并制定了我国太赫兹技术的发展规划。另外，美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区的政府、机构、企业、大学纷纷投入太赫兹的研发热潮之中。太赫兹研究领域的开拓者之一，美国著名学者张希成博士称： “Ｎｅｘｔｒａｙ，Ｔ—Ｒａｙ！”
的数据流下保持了零错误，当提高到２５Ｇｂｉｔ／ｓ／单股数据流
其两股，保持前向纠锚情况下，也能基本实现５０Ｇｂｉｔ／ｓ。
该项目的研究专家表示，新的技术 “能以非常高的速度和非
常低的误码率在太赫波上传输单独的数据流 ”。
科普园地
太赫兹技术

太赫兹技术及其应用概述

太赫兹技术及其应用概述来源：互联网太赫兹技术（T-RAY）是指利用太赫兹波的技术,所谓的太赫兹科学，就是研究电滋波中的某一段，但这段电滋波能“看透”许多东西。

100多年前，在红外天文学上人们曾提到太赫兹，但在科研和民用方面很少有人触及。

在微波、可见光、红外等技术被广泛应用的情况下，太赫兹发展滞后的主要原因在于缺少探测器和发射源，直到近10几年，随着科研手段的提高，人们在这一领域的研究才有了较大发展。

目前人类对太赫兹的研究已发展成为一个新的领域，研究太赫兹的单位也从20年前的3个发展到全世界的200多个。

太赫兹波指的是频率在0.1THz~10.0THz范围的电磁波。

它具有很多优异的性质，被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一。

太赫兹波谱学、太赫兹成像和太赫兹通信是当前研究的三大方向。

在安全检查、无损探测、天体物理、生物、医学、大气物理、环境生态以及军事科学等诸多科学领域有着重要的应用。

具有极高截止频率的肖特基二极管能够在室温下实现太赫兹波的混频、探测和倍频，是太赫兹核心技术之一；此外，在低损耗的衬底上实现太赫兹电路是太赫兹技术得以实现的基础。

太赫兹波是频率范围在0.1T至10THz(波长在3mm至30um)的电磁频谱，它介于毫米波与远红外光之间，是至今人类尚未充分认知和利用的频谱资源，有望对通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、安全检查等领域带来深刻变革。

太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。

由于太赫兹的频率很高，所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。

太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。

同时，由于太赫兹能量很小，不会对物质产生破坏作用，所以与X射线相比更具有优势。

另外，由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段，因此太赫兹在粮食选种，优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。

太赫兹技术综述

太赫兹波技术应用及发展简述******2019年12月1 太赫兹波简述1.1 太赫兹波背景太赫兹波是(THz)波是一种频率介于0.1～10THZ、波长介于3000～30μm的电磁波。

太赫兹波在电磁波谱中的位置位于微波与红外辐射之间。

（如图1所示）由于太赫兹波直接在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合，与之相应，其研究手段有电子学理论过渡为光子学理论。

所以太赫兹波是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，也是电子学向光子学的过渡区，称为电磁波谱的“太赫兹空隙(THz gap)”。

图1 电磁波谱中太赫兹波相对位置相对于电磁波谱中其余波，太赫兹波因其波长具有特殊性质。

即对于非金属材料（陶瓷、木材、高分子化合物、纸、非极性液体）具有良好穿透性能；对于极性液体(水) ，表现出强烈的吸收性质;而对于金属材料，则表现出很高的反射性质。

[1] 这使得太赫兹波成为理想的透射成像媒质。

目前，基于太赫兹波的性质，其被广泛应用于安全检查、航空航天、生物医学、雷达通信等领域，具有良好的发展前景。

1.2 太赫兹波性质太赫兹波综合了电子学与光子学的优越性能，在保留其电磁波特性的基础下，具有许多不同于其他电磁波的性能，诸如指纹特性、高穿透性与生物安全性等独特的优势。

A．指纹特性太赫兹波具有指纹特性,可以识别不同物质的分子结构信息。

其原理如下：物质有分子构成，由于大多数物质的晶格振动等物理性质存在差异，且其数值范围恰好对应于太赫兹波范围中，因此每一种物质在太赫兹波段中的波段透射-吸收光谱的位置、强度和形状均不相同。

[1]这种微小的差异可以识别出物质的变化，使得物质在太赫兹波的光谱中具有其独特性，太赫兹光谱由此被称为分子光谱。

综上所述，太赫兹波可以根据物质的物理性质对不同物质进行仔细甄别，基于该性质的太赫兹波光谱识别技术被广泛利用。

图2 常见金属物质晶格空间分布B．高穿透性太赫兹波作为电磁波，其波长较短，因此具有良好穿透性。

根据目前的研究，太赫兹波对于有极电介质、无极电介质及金属导体的透射性有较大差别，这种差别一定程度上可以作为其检测物质的参考。

太赫兹科学技术的综述

太赫兹科学技术的综述太赫兹科学技术是一门新兴的跨学科领域，涵盖了电子、物理学、化学、材料学等多个学科，主要研究太赫兹频段（约为0.1~10 THz）的电磁波在生物、材料、化学等领域的应用。

太赫兹波的特点是穿透力强、分辨率高、能量低等，因此在医疗、食品安全检测、无损材料检测等方面具有广阔的应用前景。

近年来，太赫兹技术已经日益成为研究热点和应用热点。

在医疗方面，太赫兹技术可以通过对组织中的分子振动进行分析，实现肿瘤、癌症等疾病的早期检测，同时也可以用于糖尿病等疾病的治疗跟踪。

在食品安全检测方面，太赫兹技术可以实现快速、准确地检测食品中的化学成分、污染物等，对维护人民身体健康具有重要作用。

在材料检测方面，太赫兹技术可以检测材料的内部结构和缺陷，对改善材料的质量、提高生产效率具有重要意义。

目前，太赫兹技术的研究主要围绕着以下几个方面展开：1. 太赫兹光源的研究：太赫兹技术的成功应用的一个重要先决条件是开发出高效、高亮度、可调谐的太赫兹光源，目前研究人员主要探索了其中基于超快激光脉冲产生的太赫兹光源、基于电子枪加速产生的太赫兹光源等不同的方法。

2. 太赫兹波的调制和控制：太赫兹波的频段虽然广阔，但是在可控制和调制太赫兹波属于难题，目前的研究主要集中在太赫兹波的调制和控制技术上，涉及到各种太赫兹工具（如太赫兹三角、太赫兹反射器等）的设计制作。

3. 太赫兹波与生物、材料等领域的交叉研究：太赫兹波的应用研究必须结合物理、化学、材料等多个领域的知识，研究人员们正面临着很多有趣的、具有挑战性的课题，例如太赫兹波与纳米材料的相互作用、太赫兹光生物学等。

4. 太赫兹技术应用的探索和开发：太赫兹技术的应用开发和商业化也是研究人员们共同关注的方向。

例如太赫兹成像、太赫兹光谱等技术可作为新型的生物诊断工具，太赫兹波用于媒体通信，太赫兹光谱用于药物品质控制等等。

由此可见，太赫兹科学技术是一项充满前沿性和潜力的研究工作，未来展望可以预期。

太赫兹科学技术的新发展

太赫兹科学技术的新发展一、本文概述随着科技的飞速发展，太赫兹科学技术已成为一个备受瞩目的新兴领域。

太赫兹波，位于微波与红外线之间，具有独特的物理和化学性质，使得其在众多领域，如通信、生物医学、安全检查等，展现出广阔的应用前景。

本文旨在全面概述太赫兹科学技术的最新发展，探讨其基础原理、技术挑战和应用前景，以期为推动该领域的发展提供参考和启示。

我们将简要介绍太赫兹波的基本概念和特性，阐述其在不同领域的应用价值和潜力。

随后，我们将重点回顾近年来太赫兹科学技术在基础理论、关键技术和实际应用方面所取得的重大突破和进展。

在此基础上，我们将讨论当前太赫兹科学技术所面临的挑战和问题，并探讨可能的解决方案和发展方向。

我们将展望太赫兹科学技术的未来发展趋势，预测其在不同领域的应用前景，并探讨如何进一步推动该领域的发展。

通过本文的阐述，我们希望能够为读者提供一个全面、深入的太赫兹科学技术发展新视角，促进该领域的学术交流和技术创新，推动太赫兹科学技术在各个领域的应用和发展。

二、太赫兹波产生与检测技术的发展随着科学技术的飞速发展，太赫兹波（Terahertz, THz）产生与检测技术已成为当前研究的热点领域。

太赫兹波位于微波与红外线之间，具有独特的物理和化学性质，因此在通信、生物医学、安全检查等领域具有广泛的应用前景。

近年来，太赫兹波产生与检测技术的发展取得了显著的进步，为太赫兹科学技术的应用提供了有力支持。

在太赫兹波产生方面，研究者们不断探索新的方法和技术。

目前，已经发展出了多种产生太赫兹波的方法，如光电导天线、光整流、差频产生等。

其中，光电导天线是最常用的方法之一，它通过将超短激光脉冲照射在光电导材料上，产生瞬态电流并辐射出太赫兹波。

随着激光技术和光电导材料的发展，光电导天线产生的太赫兹波功率和频率范围得到了显著提高。

在太赫兹波检测方面，研究者们同样取得了重要进展。

目前，已经有多种太赫兹波检测技术被开发出来，如光电导采样、相干探测、热释电探测等。

浅谈太赫兹科学与技术

浅谈太赫兹科学与技术人类对太赫兹(THz)辐射的认识可以追溯到20世纪初天体物理学家开始进行红外天文学的研究,远处天体上的简单分子如一氧化碳等的振动和转动特征光谱会在太赫兹波段上留下印迹。

时至今日, 红外天文学仍是天体物理研究的一个热点领域。

但是直到过去的二十年时间里, 伴随着更大功率的太赫兹辐射源和更加灵敏的探测装置的发展, 太赫兹研究才得以快速的发展。

太赫兹辐射可定义为0.1~10太赫波段的电磁波振荡。

太赫兹波段在电磁波谱上处在红外辐射和微波之间, 比太赫兹频率更高的红外波段以及更低的微波波段分别属于已经发展得非常成熟的光学和电子学的研究范畴。

相比较而言, 材料在太赫兹波段的性质则尚未被深入研究人们对太赫兹波段的认识首先得益于过去二十年中超快光电子学的发展。

从1980年代利用飞秒激光脉冲在半导体表面实现太赫兹脉冲的发射和探测开始, 物理学家在发展和使用太赫兹技术方面已经取得了很多研究成果。

例如, 发明太赫兹量子级联激光器, 利用太赫兹技术检测飞摩尔含量的无标记DNA单碱基对的差异, 研究多粒子电荷体系与太赫兹光谱相互作用, 利用太赫兹技术对航天飞机隔热材料的无损探伤和近场的太赫兹显微技术等。

太赫兹技术正从实验室走向实际应用太赫兹辐射光源及探测技术制约太赫兹科学发展的主要因素是缺乏高功率并可在室温下稳定工作的太赫兹辐射源。

当今高速电子学和激光科学的发展提供了一系列已有的和有潜力的太赫兹光源。

这些太赫兹光源可以被分为非相于的热辐射源、宽波段太赫兹脉冲和窄波段的连续波太赫兹辐射。

热辐射太赫兹源自然界中存在着丰富的太赫兹辐射, 比如宇宙大爆炸背景辐射的一半能量集中在太赫兹波段, 室温物体热辐射的峰值频率则处于6太赫左右。

实际应用中使用的非相干的太赫兹热辐射源利用太赫兹波段的黑体辐射作为太赫兹光源。

这一光源通常与红外傅里叶变换光谱仪(FTIR)配合使用,FTIR是化学研究中最常见的用来研究分子共振的手段之一, 其优越性是具有很宽的光谱波段, 可以用来研究材料从太赫兹到近红外波段的光谱性质在FTIR的实验中, 宽波段的辐射源通常由电弧灯或加热的SIC棒担任, 样品被置于一个光学干涉仪系统中, 通过改变干涉仪的一个臂的行程, 并利用一个直接的强度测量装置, 如液氦冷却的热辐射测量仪(bololleter)来测量于涉信号。

太赫兹综述―THz技术的应用及展望.

THz 技术的应用及展望*王少宏1许景周1汪力2张希成1(1 美国伦斯勒理工学院物理系特洛伊 NY 12180(2 中国科学院物理研究所光物理开放实验室北京 100080摘要自20世纪80年代中期以来,THz 辐射的研究取得了重要的进展.文章介绍和讨论了以THz 辐射为探测光源的时域光谱测量在基础物理、信息材料、化学和生物材料研究中的应用,以及THz 成像和THz 雷达技术在材料研究、安全检查和生物医学等领域的应用前景.关键词 THz 辐射,时域光谱,成像APPLIC ATIONS AND PROS PECTS OF TER AHERTZ TECHNOLOGYWANG Shao Hong 1XU Jing Zhou 1WANG Li 2ZHANG Xi Cheng1(1 De pa rtmen t o f Ph ysic s ,Ren ssela er Polite chn ic Institu te ,Tory ,NY 12180(2 Laboratory o f Optica l Ph ysic s ,Institu te o f Physics ,Ch in ese Ac ad emy o f Scie nce s ,Bei jing 100080,Ch inaAbstract Re markable progress in research on terahe rtz(THzradia t ion has been achieved since the mid 80!s.We re view the applications of time domain spectroscopy with THz radiation as the probe source in basic physic s,infor mation materials science,che mistry and biology,along with the prospects of THz imaging and THz radar applied to ma terials research,security inspec tion and biomedicine.Key words THz radiation,time domain spec trosc opy,imaging* 2000-12-04收到初稿,2001-06-01修回THz 辐射通常指的是波长在1mm ∀100 m (300GHz ∀3THz区间的远红外电磁辐射,其波段位于微波和红外光之间.在20世纪80年代中期以前,由于缺乏有效的产生和检测方法,科学家对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限,以致该波段被称为电磁波谱中的THz 空隙.近十几年来超快激光技术的迅速发展,为THz 脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源,使THz 辐射的机理研究、检测技术和应用技术得到蓬勃发展[1].THz 技术之所以引起广泛的关注,首先是由于该波段电磁波的重要性.物质的THz 光谱(包括发射、反射和透射包含有丰富的物理和化学信息,研究材料在这一波段的光谱对于物质结构的探索具有重要意义.其次,THz 脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质,其中包括:(1瞬态性:THz 脉冲的典型脉宽在皮秒量级,不但可以方便地进行时间分辨的研究,而且通过取样测量技术,能够有效地抑制背景辐射噪音的干扰.目前,辐射强度测量的信噪比可大于1010.(2宽带性:THz 脉冲源通常只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.(3相干性:THz 的相干性源于其产生机制.它是由相干电流驱动的偶极子振荡产生,或是由相干的激光脉冲通过非线性光学差频变换产生.(4低能性:THz 光子的能量只有毫电子伏特,因此不容易破坏被检测的物质.这些特点决定了THz 技术存在的价值,并可以预见其巨大的应用潜能.下面分别叙述THz 光谱的若干技术应用.1 THz 技术作为材料的分析和测试手段在THz 技术中,THz 时域谱(THz-TDS是一种非常有效的测试手段.典型的THz 时域谱实验系统主要是由超快脉冲激光器、THz 发射元件、THz 探测和时间延迟控制系统组成,如图1所示.来自超快激光器的具有飞秒脉宽的激光脉冲串列被分为两路.一路作为抽运光,激发THz 发射元件产生THz 电磁波.THz 发射元件可以是利用光整流效应产生THz 辐射的非线性光学晶体,也可以是利用光电导机制发射THz 辐射的赫兹偶极天线.另一路作为探测光与THz 脉冲汇合后共线通过THz 探测元件.由于THz 波的周期通常远大于探测光的脉宽,因此探测光脉冲通过的是一个被THz 电场调制的接收元件.和THz 脉冲的激发方式类似,检测技术也分为两种:(1使用电光(EO晶体作为THz 脉冲接收元件,这里利用了晶体的Pockels 效应,即THz 电场对探测光脉冲的偏振状态进行调制;(2使用半导体光电导赫兹天线作为THz 接收元件,利用探测光在半导体上产生的光电流与THz 驱动电场成正比的特性,测量THz 脉冲的瞬间电场.延迟装置通过改变探测光与抽运光间的光程差,使探测光在不同的时刻对THz 脉冲的电场强度进行取样测量,最后获得THz 脉冲电场强度的时间波形.图1 THz 时域谱测试系统示意图对THz 时间波形进行傅里叶变换,就可以得到THz 脉冲的频谱.分别测量通过试样前后(或直接从试样激发的THz 脉冲波形,并对其频谱进行分析和处理,就可获得被测样品介电常数、吸收系数和载流子浓度等物理信息.THz 测量技术的高信噪比和单个THz 脉冲所包含的宽频带,使得THz 技术能够迅速地对材料组成的微细变化作出分析和鉴定.随着信息技术的发展,目前对光电子材料响应速率的要求已经达到了GHz 甚至THz 的范围.THz 时域光谱技术的非接触测量性质在这一方面具有独特的优势[2],能够对半导体和电介质薄膜及体材料的吸收率和折射率进行快速、准确的测量[3],得到吸收率和折射率在GHz ∀THz 频段精确的分布.特别应该指出的是,THz 脉冲的相干测量技术在获得脉冲电场振幅的同时,也直接测量了脉冲各频率分量的位相,而不需要求助于Kramers-Kronig 关系来间接得出.这一特性使THz 技术尤其适用于材料折射率的检测,这往往是传统的光学方法所难以测量的.在传统的THz 时域谱测量系统的基础上,加入对被测样品的调制,就形成了THz 时域差异谱技术.应用此技术可实现对微米乃至亚微米量级厚度的薄膜进行介电常数的测量[4].THz 时域光谱技术对材料的光学常数测量的精度可高于1%[5].由于许多大分子的振动能级或转动能级间的间距正好处于THz 的频带范围,THz 时域光谱技术在分析和研究大分子(质量数大于100的分子方面具有广阔的应用前景.实验表明,利用THz 时域谱技术进行DNA 鉴别是可能的(见图2[6].此外,THz 还被用来研究某些生化试剂和酶的特性[7],等等.由于探测系统的取样窗口在亚皮秒的时间尺度,当存在强背景辐射时,绝大部分背景噪音信号可以被完全排除,这一特点使THz 时域谱技术在某些场合具有不可替代的作用.例如,在对火焰的研究方面,THz 时域谱技术就是目前仅有的、对非相干辐射不敏感的探测系统[8].图2 不同DN A 样品THz 吸收率随波数的变化[6]在基础物理学研究中,THz 技术同样发挥着重要的作用.由于THz 辐射脉冲的时间宽度在皮秒和亚皮秒的量级,因此THz 技术被广泛应用于超快时间分辨的光谱探测,如半导体和超导体中的超快载流子动力学过程和电声子相互作用过程[9,10],高温超导材料中库伯电子对在临界温度附近的位相相关性的动力学研究[11]等.2 THz 成像技术可见光、X 射线、电子束、中近红外光和超声波是医学诊断、材料分析以及在工业生产等诸多领域广泛应用的主要成像信号源,与以上的光源相比,THz 辐射对于电介质材料具有类似的穿透效果,除了可测量由材料吸收而反映的空间密度分布外,还可通过位相测量得到折射率的空间分布,获得材料的更多信息,这是THz 时域光谱的独特优点.此外,THz 源的光子能量极低,没有X 射线的电离性质,不会对材料造成破坏.因此,THz 成像技术有望在安全检查和医学检查等方面成为X 射线检测的补充手段.THz 成像所依据的基本原理是:透过成像样品(或从样品反射的THz 电磁波的强度和相位包含了样品复介电函数的空间分布.将透射THz 电磁波的强度和相位的二维信息记录下来,并经过适当的处理和分析,就能得到样品的THz 图像.THz 成像系统的构成如图3所示.THz 成像系统的构成和工作原理与THz 时域谱测试系统相似.THz 波被聚焦元件聚焦到样品的某一点土.收集元件则将透过样品(或从样品反射的THz 波收集后聚焦到THz 探测元件上.THz 探测元件将含有位置信息的THz 信号转化为相应的电信号.图像处理单元将此信号转换为图像.图3 THz 成像系统示意图贝尔实验室的一个研究组已成功地应用THz 扫描成像技术拍摄到封装在IC 芯片中的封装金属引线[12].THz 成像技术还可以对半导体材料或超导体材料物理特性的分布特征进行研究,如测量超导电流的矢量场分布图像等[13].THz 成像在生物医学样品中的应用也已经得到了广泛的关注[14,15].THz 的近场成像技术已经使得其分辨率达到了波长以下的尺度.利用近场成像和动态孔径的原理,目前THz 显微成像的分辨率已达到几十微米,实例见图4[16].在图4中,为提高传统THz 显微成像的分辨率,增加了一路控制(gating光,控制光经聚焦照射在半导体中激发光生载流子,使焦点处光生载流子的局部浓度高于未遇控制光的部分,局部浓度高的部分对THz 的阻挡本领偏高,这样就造出一个负的动态小孔 .使用了动态孔径的近场成像系统大大提高了THz 成像的分辨率.在较长的一段时间里,THz 成像技术应用中的障碍之一在于设备复杂昂贵,对图像信息的分析和处理技术也有待进一步实用化.目前,THz系统已经图4(a使用了动态孔径的近场成像系统;(b利用带有动态孔径的近场成像系统扫描出的图片实现了小型化,而连续THz 辐射的产生技术也将使THz 技术不再依赖于昂贵的飞秒激光器.可以乐观地期望,随着技术的发展,THz 成像的应用前景将是非常广阔的.3 应用THz 雷达技术进行敏感探测能否同微波一样,THz 也用来制成雷达 ?能否利用来自目标各层次界面反射的THz 电磁波的波形和时间差信息,探知目标或探测其内部形貌呢?答案是肯定的.图5就是利用上述技术获得的硬币不同层面的反射像.从技术特点上看,由于THz 辐射具有比微波更短的波长以及更为精确的时间检测装置,THz 雷达技术可以探测比微波雷达更小的目标和实现更精确的定位,因而THz 雷达技术有望在军事装备的实验室模拟研制、安全监测和医学检验上发挥其潜力.在实验室,已经利用THz 雷达技术对动物组织的烧伤进行了探测,并且可以对烧伤深度和程度作出标定,以辅助诊断皮肤的烧伤程度[2].综上所述,作为一种新兴的光谱分析手段,THz 技术由于光源本身和探测技术所具有的特点,在时域光谱研究和应用等领域正呈现出蓬勃的发展趋势,在基础研究、信息和光电子材料的检测、化学和图5 利用THz发射接收装置测量硬币的逐层像(aTHz发射接收装置成像系统图;(b硬币的THz逐层成像和光学像的比较(图中纵、横坐标的单位为cm生物样品的分析鉴定、生物医学、物体内部逐层探测,乃至现代通信技术等领域都展现出巨大的应用潜力.参考文献[1]Verghese S,McIn tos h K A,Brown E R.IEEE Tran s.Mic rowaveTh.Tech.,1997,45:1301[2]Mittleman D M,Gup ta M,Neela mani R e t al.Ap pl.Ph ys.B,1999,68:1085[3]Gri schk owsk y D,S oren Keidi ng,Martin van Exter et a l.J.Op t.Soc.Am.B,1990,7(10:2006[4]Jiang Z P,Li M,Zhan g X C.Ap pl.Phys.Lett.,2000,76:3221[5]Lionel Du vi llaret,Frederic Garet,Jean Lou is Coutaz.App l.Op t., 1999,38:409[6]Markelz A G,Roi tb erg A,Heil weil E J.Chem.Phys.Le tt,2000, 320:42[7]Woolard D,Kaul R,Suen ram R et a l.IEEE MIT S Digest,1999, p.925[8]Ch eville R A,Grisch ko wsky D,Op t.Lett.,1995,20:1646[9]Tanichi N,W ad a N,Nagash ima T e t a l.Physica C,1997,293: 229[10]Dekorsky,Au er H,W aschke C e t al.Ph ys.Rev.Let t.,1995,74: 738[11]Corson J,Mallozzi R,Oren stei n J et al.Natu re,1999,398:221[12]Smith P R,Auston D H,Nu ss M C.IEEE J.Qu an tu m Electron., 1988,QE 24:255[13]Han gyo M,S hikii S,Ya mashi ta M et a l.IEEE Trans.App l. Sup ercond uct.,1999,9:3038[14]Das B B,Yoo K M,Alfan o R P.Opt.Lett.,1993,18:1092[15]Han P Y,Ch o G C,Zhan g X C.Op t.Le tt.,2000,25:242[16]Ch en Q,Jiang Z P,Xu G X et a l.Op tic s Letter,2000,25:1122封面说明封面是用扫描隧道显微镜观察到的吸附在硫醇自组装单层膜表面的C60二维取向畴界负偏压图像的立体图示.图中C60分子排成完整的二维紧密堆阵列,但阵列内存在两种明显不同的分子取向,由此形成一种新型的取向畴界结构.该畴界附近没有结构缺陷存在,C60分子的位置序和键向序都得到了完整的保持.由于C60分子与衬底硫醇分子只有弱的范德瓦耳斯相互作用,因此这种结构反映了C60二维系统的本征性质.(中国科学技术大学结构研究开放实验室王克东王兵杨金龙侯建国。

智能反射面辅助的太赫兹通信综述

智能反射面辅助的太赫兹通信综述随着无线通信技术的迅猛发展，太赫兹通信因其广阔的带宽和高传输速率而受到广泛关注。

太赫兹波段位于电磁波谱的0.1到10THz范围内，能够实现高数据传输率和低延迟的特性，使其成为未来通信网络的重要组成部分。

太赫兹通信在实际应用中仍面临许多挑战，如信道衰落、传播损耗以及多径干扰等问题。

引入智能反射面（Intelligent Reflecting Surface, IRS）技术为太赫兹通信的实现提供了新的解决方案。

智能反射面是一种新兴的无线通信技术，主要通过调整反射信号的相位和幅度，以优化信号的传输路径。

通过在信号传输路径中引入可编程的反射面，能够有效增强信号的覆盖范围和传输质量。

本文将从智能反射面的工作原理、在太赫兹通信中的应用以及面临的挑战等方面进行详细探讨。

一、智能反射面的工作原理智能反射面由大量低成本的反射单元组成，这些单元能够实时调节其反射特性，以达到最佳的信号传输效果。

其核心工作机制是通过对入射信号进行相位调整，进而形成期望的多径传播环境。

这种灵活的信号处理能力，使得智能反射面能够有效克服信道衰落问题，从而提升通信的可靠性和稳定性。

在太赫兹通信中，信号的传播路径往往受到环境因素的显著影响，而智能反射面能够通过动态优化反射波束形状，改善信号的传输条件。

智能反射面的可编程性使得其能够适应不同的应用场景，进一步提升了太赫兹通信系统的灵活性。

二、智能反射面在太赫兹通信中的应用增强信号覆盖在太赫兹通信中，信号覆盖范围通常受限于信号的衰减和环境的干扰。

智能反射面可以通过优化信号反射路径，显著提高覆盖范围。

利用智能反射面调整反射信号的相位，可以有效增强信号强度，从而克服遮挡和多径效应导致的信号衰落。

提高频谱利用效率太赫兹频段具有丰富的带宽资源，由于高频信号在传播过程中容易受到障碍物的影响，导致频谱利用效率降低。

智能反射面能够根据实时的网络需求和信道状态，动态配置反射单元，从而提高频谱的有效利用率，最大化数据传输速率。

太赫兹技术的应用与研究

太赫兹技术的应用与研究第一章：基础知识介绍太赫兹波指的是频率在0.1~10太赫兹之间的电磁波，与红外线和微波之间。

这种波段的电磁波具有很多独特的性质，如穿透性强、易于操控、不损伤人体组织等。

因此，太赫兹技术在医疗、安检、通信等领域有着广泛的应用前景。

第二章：医疗应用太赫兹技术在医疗领域的应用主要有两个方向：生物医学影像和药物研发。

太赫兹波可以穿透生物体组织，而且与生物体内的水分子有很好的相互作用。

因此，太赫兹波在医学成像中有着广泛的应用。

例如，太赫兹波可以用于乳腺癌的早期检测、表皮细胞病变的诊断、龋齿的检测等。

与传统的医学影像技术相比，太赫兹医学影像有以下几个优点：1）无辐射，不会损伤人体组织；2）分辨率高，可以检测到比传统医学影像更小的细微病变；3）成本低，可以在普通医院、诊所等简单条件下进行。

太赫兹波不仅可以用于医学影像，还可以用于药物研发。

太赫兹波可以与分子振动能量相互作用，因此可以用于药物分子结构的研究和药效的评估。

例如，太赫兹技术可以用于研究肿瘤细胞与正常细胞的代谢差异，研究药物在体内的代谢途径等。

太赫兹技术可以帮助药物研究者更加深入地了解药物的作用机制，提高药物的研发效率。

第三章：安检应用太赫兹技术在安检领域有着广泛的应用。

由于太赫兹波可以穿透衣物和透明物体，因此可以用于安检领域的隐蔽物品探测、人体安检等。

例如，太赫兹波可以用于探测携带在衣服、包裹等物品内的爆炸物、毒品、枪支等非法物品。

另外，太赫兹波可以穿透人体表面，用于人体安检，可在不损伤人体组织的情况下检测出非法物品。

太赫兹技术在安检领域有以下几个优点：1）无损伤，能保障旅客的人身安全和隐私；2）高分辨率，能够检测出非常小的物品；3）高效率，能够快速、准确地进行安检。

然而，在太赫兹安检技术的应用中，也存在一些挑战。

例如，太赫兹波在穿透金属和水分子时会有一定的衰减和散射，导致探测灵敏度下降。

另外，太赫兹安检技术的成本相对较高，需要进一步的技术创新和研发。

太赫兹技术的应用与前景

太赫兹技术的应用与前景随着科学技术的不断进步和发展，越来越多的领域开始关注太赫兹技术的应用与前景。

太赫兹波是介于红外线和微波之间的电磁波，在穿透力、分辨率、损伤性、传输速度等方面优于红外线和微波。

因此，太赫兹技术被广泛应用于材料科学、生物医学、安全检测、通讯等方面。

本文将从这些方面讨论太赫兹技术的应用与前景。

一、在材料科学中的应用太赫兹波在材料科学中的应用十分广泛。

太赫兹技术可以用来检测材料中的缺陷、结构和成分等，是实现无损检测和非接触检测的理想手段。

例如，太赫兹波可以用来探测石墨烯纳米片的电子结构和能带分布，从而为石墨烯的制备与性质研究提供了新的手段。

此外，太赫兹技术还可以用于表面等离子体共振、光学仿生材料的制备等方面，为材料科学的研究提供了新的特殊手段和思路。

二、在生物医学中的应用太赫兹技术对于生物医学的研究也有着重要的应用价值。

太赫兹波可以通过检测细胞、生物分子等微观粒子的振动和旋转等信息，得出有关生物体的结构、成分、代谢和功能等方面的信息。

例如，太赫兹波可以用于检测肿瘤细胞的形态和分布、糖类分子和脂类分子的含量和种类等等，为生物体的研究提供了新的手段和思路。

此外，太赫兹技术还可以用于医学图像的文化和增强、脑科学研究、药物筛选等方面。

三、在安全检测中的应用太赫兹技术也被广泛应用于安全检测领域。

太赫兹波可以穿透人体、服装和小型物品等物体，检测其中的缺陷和异物等，是一种非接触式、无损式的安全检测方法。

例如，太赫兹技术可以被用于检测药品中的纯度、危险物品的检测和爆炸物的识别等。

此外，太赫兹技术还可以用于空港、火车站、边境检查站等场所的安全检测。

四、在通讯领域中的应用太赫兹技术在通讯领域中也有着潜在的应用前景。

太赫兹波可以穿透大气层、云层和雾层等，传输速度快，有着广泛的传输带宽，可以用于实现高速、宽带、无线、多通道的通讯。

例如，太赫兹技术可以被用于实现高速数据传输、高清晰度图像传输、实时远程监视等功能，为未来通讯领域的高速发展提供了重要的技术支持。

太赫兹技术前景

太赫兹技术前景太赫兹技术是指在太赫兹频段（在纳米尺度取得增长的边缘谱的频带），通过发射、接收及处理太赫兹波实现新型的通信、成像和材料识别等功能的技术。

太赫兹波频段介于微波和红外光之间，具有波长在0.03mm到3mm之间的特点。

太赫兹技术被认为是较为前沿和有潜力的技术，在科学研究和应用领域具有广泛的应用前景。

首先，太赫兹技术在通信领域具有很大的潜力。

由于太赫兹波具有较高带宽和穿透性，能有效传输大量信息，并且不像微波和红外光会对物体产生伤害。

因此，太赫兹通信可以成为一种新的无线通信方式，以实现高速、高密度的数据传输，特别是在物理环境复杂的场景下，如城市等。

此外，太赫兹技术还可以用于突破光纤通信的传输距离限制，实现更远距离的数据传输。

其次，太赫兹技术在成像领域具有广阔的应用前景。

太赫兹波在成像方面独特的一点是它对于水、塑料、纸张等非金属材料有良好的透射性，同时对于金属材料有很好的反射能力。

这使得太赫兹技术成为一种很有潜力的无损检测技术，可以用于医疗、材料评估和安全检查等方面。

例如，太赫兹技术可以用于检测人体皮肤下的病变，以及无损评估电子元器件的性能。

此外，太赫兹成像技术还可以应用于非接触式的安全检查，例如检测违禁品和爆炸物。

另外，太赫兹技术在材料识别领域也具备巨大的潜力。

太赫兹波可以穿透和反射于物体中，与物体内部的分子结构发生相互作用，产生特征谱，通过分析这些谱线可以获得物体的化学成分和表面形态等信息。

因此，太赫兹技术可以应用于药物、食品、化妆品等领域，用于分析和鉴定物质的成分和质量。

太赫兹技术还可以用于检测食品中的添加剂和农药残留，以及药物的质量控制等。

总体来说，太赫兹技术具有广泛的应用前景。

它不仅可以用于无线通信，高速数据传输，成像和检测，还可以应用于材料研究，医疗和农业等领域。

随着太赫兹技术的不断发展和成熟，相信它将在未来的科技领域中发挥越来越重要的作用，为人们的生活带来新的变革。

太赫兹技术发展综述

太赫兹技术发展综述太赫兹波在电磁波谱中的位置决定了它具有许多独特的性质。

相比于射频和毫米波波段，太赫兹波能够提供更高的带宽，从而实现更快的数据传输速度。

另外，太赫兹波穿透绝大多数的非金属材料，但不易穿透金属和水等物质，这一特性使得太赫兹技术在物质检测和成像领域具有较大的潜力。

太赫兹技术的发展历史可以追溯到上世纪80年代末。

在当时，太赫兹频段的研究还处于起步阶段，由于技术上的限制，探索太赫兹波的应用并不容易。

然而，随着技术的进步，人们开始深入研究太赫兹波的性质和应用。

目前，太赫兹技术已经在安全检测、医学成像、通信和材料科学等领域得到了广泛应用。

在安全领域，太赫兹技术可以用于检测潜在威胁物质，如爆炸物和毒品。

由于太赫兹波能够穿透许多非金属物质并且对生物体无害，因此可以在被检测物体内部进行成像，从而提高安全检测的效率和准确性。

太赫兹成像技术不仅可以帮助安全人员检测潜在危险物质，还可以用于医学诊断，如乳腺癌的早期检测。

在通信领域，太赫兹技术可以用于实现高速的无线传输。

由于太赫兹频段具有更大的带宽，相比于传统的射频通信，太赫兹通信可以实现更快的数据传输速度和更高的网络容量。

此外，太赫兹通信可以提供更安全的无线连接，因为太赫兹波很难穿透墙壁和其他障碍物，从而减少了信息泄露的风险。

在材料科学领域，太赫兹技术可以用于研究材料的电磁性质。

太赫兹波与物质之间的相互作用可以提供关于材料的结构和特性的信息。

利用太赫兹波的吸收、散射和反射等现象，科学家可以研究材料的电子结构和振动模式，从而深入了解材料的性质和潜在的应用。

太赫兹技术在材料科学中的发展对于新材料的设计和制备具有重要意义。

总的来说，太赫兹技术的发展为许多领域带来了新的机遇和挑战。

随着技术的进步和应用的推广，太赫兹技术有望在安全、医学、通信和材料科学等领域发挥更大的作用。

然而，太赫兹技术仍面临一些挑战，如设备的制造和调谐、信号处理和隐私保护等问题。

未来，我们可以期待太赫兹技术在更广泛的应用场景中得到推广和应用。

太赫兹波文献综述

太赫兹波技术摘要：太赫兹波是一个非常有科学价值但尚未被完令认识和利用的电磁辐射区域，它在成像、医学诊断、信息通信、空问、天文学乃至军事等领域都有着广阔的应用前景。

本文从总体上介绍了太赫兹波的独特性质、臆用领域，阐述了太赫兹波的产生、太赫兹波探测的机理和方法，并简单讨论了太赫兹技术的发展前景：被誉为21世纪影响人类未来的十大技术之一的太赫兹波科学技术，将会在未来的数年问逐渐成熟并得到广泛的应用。

引言太赫兹渡（又称THz波、T射线）通常足指频率在0.1 —10THZ范围内的电磁辐射，在电磁波谱上位于微波和红外线之间。

THz频段是一个非常有科学价值但尚未被完全认识和利用的最后一个电磁辐射区域。

许多年来，由于缺乏切实可行的THz 波产生方法和检测手段，人们对THz波段的特性知之甚少，以致于该波段被称为电磁波谱中的“ THZ空隙”。

正文1太赫兹波的独特性质太赫兹波的频率范围处于电子学与光子学的交叉蔓域。

在长波方向，它与毫米波有重叠；在短波方向，它与红外线有重叠。

在频域上，太赫兹处于宏观经典理论向微观量子理沦的过渡区。

①THz脉冲的典型脉宽在亚皮秒量级，不但可以方便地对各种材料（包括液体、半导体、超导体、生物样品等）进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究，而日.通过取样测量技术，能够有效地抑制背景辐射噪音的干扰，得到具有很高信噪比（大于）太赫兹电磁波时域谱，并且具有对黑体辐射或者热背景不敏感的优点；②THz脉冲通常只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，便于在大范围里分析物质的光谱性质；③THz波的光子能量较低，1' r比频率处的光子能量大约只有4 nlV，比x射线的光子能量弱10 7〜108倍。

因此THz波不会对生物组织产生导致电离和破坏的有害光，特别适合于对生物组织进行活体检查”“I。

THz光子能量约为可见光，用THz 做信息载体比用可见光和近巾红外光能量效率高得多；④THz波是具有量子特性的电磁波，具有类似微波的穿透能力，同时又具有类似光波的方向性。

基于太赫兹技术的复合材料无损检测研究综述

第 21 卷第 11 期2023 年 11 月Vol.21，No.11Nov.，2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology基于太赫兹技术的复合材料无损检测研究综述金玉环1，朱凤霞2，封建欣1(1.北京远大恒通科技发展有限公司，北京100048；2.首都师范大学太赫兹光电子学教育部重点实验室，北京100048)摘要：随着高性能复合材料在航空航天和军事等高新领域的广泛应用，对其质量和性能检查的要求愈加引起重视，如何通过各种方法对复合材料进行无损检测成为近年来研究人员关注的热点和研究方向。

太赫兹波量子能量低，对大多数非极性物质透明，因此使用太赫兹技术对复合材料进行无损检测有着独特的应用优势。

本文基于太赫兹技术的特点，对太赫兹时域光谱和太赫兹成像技术的无损检测分别进行了详细的论述，并总结了目前复合材料的太赫兹无损检测技术发展趋势，最后对其发展前景进行了展望。

关键词：太赫兹技术；无损检测；太赫兹时域光谱；太赫兹成像；复合材料中图分类号：0437 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2022237Review of nondestructive testing of composites based on THz technologyJIN Yuhuan1，ZHU Fengxia2，FENG Jianxin1(1.Beijing Broad Hengtong Technology Development Co.，Ltd，Beijing 100048，China；2.Key Laboratory of Terahertz Optoelectronics，Ministry of Education，Capital Normal University，Beijing 100048，China)AbstractAbstract：：With the wide application of high performance composites in aerospace, military and other high-tech fields, more and more attention has been paid to the quality and performance inspectionof composites. How to conduct Nondestructive Testing(NDT) of composites by various methods hasbecome a hot research direction for researchers in recent years. Terahertz wave has low quantum energyand is transparent to most non-polar substances, so it has unique application advantages in the field ofnondestructive testing of composites. In this paper, based on the characteristics of THz technology, thenondestructive testing of Terahertz Time-Domain Spectroscopy(THz-TDS) and terahertz imagingtechnology are discussed in detail, and the current development trends of terahertz nondestructive testingtechnology for composite materials are summarized. Finally, the development prospect is outlooked.KeywordsKeywords：：terahertz technology；Nondestructive Testing；Terahertz Time-Domain Spectroscopy；terahertz imaging；composite materials相比传统材料，复合材料具有强度高、密度低、耐腐蚀等多种优点。

太赫兹技术

当前，单就通信距离来看，由于太赫兹在空气中传播时很容易被水分所吸收，信号衰减严重，还存在着传输距离较短的“短板”。但是，正所谓“短亦有短的好”，在某些情况下，鉴于战场通信声道的混乱和拥塞，有限的传输距离反而能成为优势。
谢谢观看
首先，太赫兹的频段比现有微波通信要高出l～4个数量级，这也就意味着它可以承载更大的信息量，轻松解决目前战场信息传输受制于带宽的问题，满足大数据传输速率的通信要求。2012年日本东京工业大学预测利用太赫兹通信技术进行无线数据传输的速度，理论上可以高达每秒100千兆位。我们有充分理由相信，将来利用太赫兹无线络传输高清影像资料，也许只在弹指一挥间。其次，太赫兹波束更窄,具有极高的方向性、更好的保密性、较强抗干扰和云雾及伪装物穿透能力，可以在大风、沙尘以及浓烟等恶劣的战场环境下以极高的带宽进行定向、高保密甚至明码军事通信。
太赫兹技术电磁波技术源自1 介绍03 雷达目录
02 成像 04 通信
太赫兹辐射是0.1~10THz的电磁辐射，从频率上看，在无线电波和光波，毫米波和红外线之间；从能量上看，在电子和光子之间。在电磁频谱上，太赫兹波段两侧的红外和微波技术已经非常成熟，但是太赫兹技术基本上还是一个空白，其原因是在此频段上，既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合微波的理论来研究。太赫兹系统在半导体材料、高温超导材料的性质研究、断层成像技术、无标记的基因检查、细胞水平的成像、化学和生物的检查，以及宽带通信、微波定向等许多领域有广泛的应用。研究该频段的辐射源不仅将推动理论研究工作的重大发展，而且对固态电子学和电路技术也将提出重大挑战。
太赫兹技术被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一，被日本列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。太赫兹泛指频率在0.1～10太赫兹波段内的电磁波，处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。频率上它要高于微波，低于红外线；能量大小则在电子和光子之间。由于此交叉过渡区，既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合用微波的理论来研究。所以，上世纪九十年代以前，一度被人“遗忘”，也因此被称为“太赫兹空白”。

国内外太赫兹技术发展及应用

国内外太赫兹技术发展及应用太赫兹（THz）指的是电磁频谱上频率为0.1～10THz的辐射，波长范围为0.03～3mm，介于无线电波和光波之间。

太赫兹波具有穿透性强、使用安全性高、定向性好、带宽高等技术特性。

太赫兹是电磁波谱最后的处女地，具有独特的优越性及极重要的应用，是新一代产业的科学技术基础。

太赫兹科学综合了电子学与光子学的特色，是典型的交叉前沿科学领域，蕴含着原创性重大机理和方法并亟待突破，具有重大的科学意义。

太赫兹科学技术也将是后摩尔时代信息技术发展的重要支撑，因此世界各国都对太赫兹技术进行了广泛而深入的研究，并获得了一系列成果。

太赫兹技术的发展过程在美国国内有数十所大学都在从事THz的研究工作，特别是美国重要的国家实验室，都在开展THz科学技术的研究工作。

美国国家基金会（NSF）、国家航空航天局（NASA）、能源部（DOE）和国家卫生学会（NIH）等从90年代中期开始对THz科技研究进行大规模的投入。

如航天飞机表面隔热材料THz成像检测系统、THz 雷达、安检系统、环境监测设备等。

欧洲的一些国家相继建立THz 科学研究机构，已取得了较大进展。

英国的Rutherford国家实验室，剑桥大学、里兹大学、Strathclyde 等十几所大学，德国的若干所大学，都积极开展THz研究工作。

欧洲国家还利用欧盟的资金组织了跨国家的多学科参加的大型合作研究项目。

在俄国国家科学院专门设立了一个THz研究计划，IAP，IGP及一些大学也都在积极开展THz研究工作。

日本于2005年1月8日，公布了日本国十年科技战略规划，提出十项重大关键技术，将THz列为首位。

东京大学、京都大学、大阪大学、东北大学、福井大学以及各公司都大力开展THz的研究与开发工作。

特别在THz通信方面取得了重要进展，研发出120GHz 毫米波无线通信系统和300GHz～400GHz的无线通信系统。

目前的移动通信无线接入网络均是采取低于5 GHz频点的物理频段，并采取高阶调制方式（比如QAM）来提高无线频谱资源利用效率与有限带宽内的移动接入速率。