2022年5月18日，由教务处举办的“太赫兹科学在现代社会中的应用与发展”讲座在“钉钉”平台举行。我院1000余名师生共同观看了香港城市大学教授、毫米波专家陈志豪先生的演讲。

 

 

 

    什么是“太赫兹”？我们知道，物体以波的形式运动和发射能量，单位时间内波重复出现的次数是频率，它的单位是赫兹（Hertz，简写为 Hz）。太赫兹（Teraherts）是电磁波谱中的一部分，介于电磁学（如微波）和光学（如红外光）中间，频率为一万亿赫兹，具有频率高、波长短、光能小等特点。

 

 

 

    太赫兹作为光学观测星云的补充，最先被应用于天文学领域。由于相对于X光能量很小，不会把人体分子分解，对人的损伤较小，随后它被应用于安全检测领域。在安检方面，通过670GHz雷达系统可以在1秒左右成像，实现25米内的远距离威胁“有源”检测。类似于机场、车站红外测温技术，设备也可以在短距离内吸收个体发出的太赫兹频段进行“无源”检测。

 

 

 

    随着人们生活质量的不断提高，食品、药品安全问题成为人们关注的热点问题。不同物料对吸收电磁波有大小强弱之分，太赫兹技术能够检测食品中的化学污染物和农药残留，从而实现对食品和药品的安全检测。传统的食品安全检测往往需要对样本进行预先浓缩，再通过气相色谱法、液相色谱法进行频谱分辨，所需仪器体积大，耗时半天至一天。太赫兹频谱仪通过信号处理、提取样本的频谱反应，通过机械移动，从而获得样本的二维图像。太赫兹技术还能对食品残留农药种类和数量进行叠加计算和分析。随着数据库的不断扩大，工作引擎的减小，未来食品检测设备有望实现小型化，成为人可携带的“银针”。类似于食品药品检测，在医学领域，太赫兹波的水分子高敏感度能有效区分人类体内正常组织和癌细胞组织，从而快速诊断出相关病症。

 

 

 

    在现代通讯领域，科学研究发现，0.37太赫兹频段在20米的传输距离下可实现每秒十亿位元的传输速率。基于太赫兹能量较弱、在空气中容易被吸收的特点，太赫兹通讯被应用在卫星间通信和卫星飞机间通讯等方面。根据太赫兹传输量大、速度快的特点，太赫兹技术通过特定装置可实现医院内X光片等大型数据的及时传输。太赫兹技术也被应用于5G通讯天线的研发和制作等方面。基于现阶段太赫兹仪器设备昂贵、经济效益有限，在进一步利用其优势和避免劣势的同时，陈教授认为，太赫兹技术将有较长远的发展。我国在“香山科技会议”上制定了太赫兹技术的发展规划，相信在不远的将来，太赫兹技术必将成为改变未来的十大技术之一。

 

 

教务处 王珩供稿