新(xīn)聞動态 詳細信息

當前位置:首頁 > 新(xīn)聞動态 > 詳細信息

聯系我們
地址:滄州經濟開發區解放(fàng)東路(lù)6号
電話(huà):0317-8216880
傳真:0317-8216880
網址:www.tianhuakeji.cn
郵箱:mudagang@tianhuakeji.cn

13102410088




未來(lái)十年 太赫茲技術将從實驗室走向産品化(huà)
發布時(shí)間(jiān):2016.10.13     新(xīn)聞來(lái)源:     浏覽次數:

談到紅(hóng)外光、激光和微波等等,相信大多數人(rén)都有所了(le)解,不過,知道太赫茲的人(rén)就(jiù)寥寥無幾了(le)。

  2004年,太赫茲(THz,10??Hz)技術首次被美國提出,并且被列為(wèi)“改變未來(lái)世界的十大技術”之一(yī),一(yī)時(shí)間(jiān),全球學術界的專家将目光投向了(le)這(zhè)一(yī)名不見經傳的技術。現(xiàn)在,十年過去了(le),業界對太赫茲的認知逐漸加深,不少專家更加确信太赫茲将颠覆未來(lái)絕大多數行業,甚至還有人(rén)認為(wèi)太赫茲将是6G或者7G通信的基礎…然而,無論是對學術界還是産業界而言,太赫茲依然還是電磁波譜裏面最神秘的存在。那麽太赫茲到底有何魅力能(néng)讓其吸引全球技術專家的關(guān)注?又是什(shén)麽阻礙研究人(rén)員(yuán)進一(yī)步對太赫茲進行探索?帶着這(zhè)些(xiē)問題,在日前舉行的激光研討(tǎo)會上(shàng)采訪了(le)中科院院士姚建铨。

  太赫茲能(néng)颠覆哪些(xiē)行業?

  在電磁波頻譜上(shàng),太赫茲波的波長在3μm到1000μm之間(jiān),頻率為(wèi)0.1-10THz(類似硬盤容量單位1TB、2TB),是介于微波與紅(hóng)外線之間(jiān)的電磁波。

  中科院姚建铨:未來(lái)十年太赫茲技術将從實驗室走向産品化(huà)姚建铨告訴記者,太赫茲和電磁波頻譜中其它波段不一(yī)樣,它幾乎兼具通信、雷達和遙感測距等所有功能(néng),而且每項應用的表現(xiàn)都比現(xiàn)有技術占優。

  通信

  從上(shàng)圖中可以看出,太赫茲波介于無線電波和光學波之間(jiān),這(zhè)在一(yī)定程度上(shàng)賦予了(le)它和其餘電磁波不同的特性--兼具微波通信以及光波通信的優點,即傳輸速率高、容量大、方向性強、安全性高及穿透性強等。

  理(lǐ)論來(lái)講,在通信領域裏,頻率越高通信容量就(jiù)越大。太赫茲波的頻率比目前使用的微波要高1~4個(gè)數量級,它能(néng)提供10Gbit/s以上(shàng)的無線傳輸速率,這(zhè)是微波無法達到的高度。因此,它能(néng)解決信息傳輸受制于帶寬的問題,也(yě)能(néng)滿足用戶對帶寬的需求。

  雷達

  因為(wèi)太赫茲的波長很短,大約在30um-3mm的範圍内,遠(yuǎn)小于微波與毫米波的波長,能(néng)達到更高的精度,而且穿透力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于激光雷達。

  另外,雷達是靠接收物體(tǐ)的反射信号來(lái)進行探測的,所以一(yī)旦物體(tǐ)表面對雷達波進行吸收或者散射,雷達就(jiù)探測不到該物體(tǐ)。不過,上(shàng)文已經提到太赫茲擁有非常寬的帶寬,所以它能(néng)更有效地監測到更多的物體(tǐ),未來(lái)或許可以用于無人(rén)駕駛汽車等領域。

  總的來(lái)說(shuō),太赫茲雷達具有高分(fēn)辨率、強穿透力和強抗幹擾能(néng)力等特點。

  安檢成像

  目前,在火(huǒ)車站(zhàn)、機場(chǎng)等公共場(chǎng)所進行安檢通常要進行兩步,先通過金(jīn)屬安檢門(大多還是基于X射線),随後全身(shēn)被工作(zuò)人(rén)員(yuán)用手持式金(jīn)屬探測器(qì)掃了(le)個(gè)遍。這(zhè)種方案有兩大缺點,搜身(shēn)讓用戶很尴尬,另外X射線的輻射會對人(rén)體(tǐ)造成影響。

  “太赫茲釋放(fàng)的能(néng)量很小,不會在人(rén)體(tǐ)産生(shēng)有害的光緻電離,所以,相比X射線,太赫茲是一(yī)種更安全的安檢技術。”

  姚建铨如(rú)是說(shuō)。

  除此之外,因為(wèi)太赫茲的穿透能(néng)力很強,它不僅能(néng)探測到金(jīn)屬,人(rén)體(tǐ)攜帶的非金(jīn)屬、膠體(tǐ)、粉末、陶瓷、液體(tǐ)等危險物品都能(néng)被系統識别,安檢的效率也(yě)大大提升了(le)。目前太赫茲人(rén)體(tǐ)安檢儀器(qì)已經在國内外投入使用了(le)。

  生(shēng)物醫(yī)療診斷

  姚建铨表示,太赫茲的頻段能(néng)夠直接探測到生(shēng)物分(fēn)子(zǐ)的信息,這(zhè)是其他電磁波段無法無法比拟的。

  太赫茲波很容易被水分(fēn)子(zǐ)或氧氣分(fēn)子(zǐ)等極性物質吸收(這(zhè)也(yě)是太赫茲的一(yī)大缺點),由于不同的分(fēn)子(zǐ)具有不同的吸收譜線,我們可以利用這(zhè)些(xiē)譜線以及太赫茲波成像技術來(lái)診斷依稀重大疾病。

  研究太赫茲難在哪?

  不過遺憾的是,國内外對太赫茲研究的十幾年裏并沒有取得大的突破,太赫茲才剛剛從實驗室走向産品化(huà)的階段,到目前我們幾乎隻能(néng)在部分(fēn)安檢設備上(shàng)看到太赫茲的影子(zǐ)。毫不誇張的說(shuō),人(rén)類對太赫茲的認知甚至還不如(rú)人(rén)工智能(néng)。

  姚建铨表示,技術不成熟是太赫茲無法大面積使用的根本原因,在這(zhè)一(yī)頻段上(shàng),既不完全适合用光學理(lǐ)論來(lái)處理(lǐ),也(yě)不完全适合微波的理(lǐ)論來(lái)研究;第二點就(jiù)是,太赫茲測試與測量儀器(qì)設備也(yě)因為(wèi)技術門檻過高而導緻發展停滞不前。

  “一(yī)個(gè)相關(guān)設備需要巨大的資金(jīn),而且僅憑現(xiàn)有的技術,産品的效率和體(tǐ)積都無法滿足大量場(chǎng)景的需求。”他補充道。因為(wèi),頻率越高,波長越短,對器(qì)件的工藝要求也(yě)就(jiù)越高,至少國内現(xiàn)在還無法造出高質量的産品。

  以目前的研究水平,微波和激光的成本和效率都比要優于太赫茲雷達,但(dàn)在未來(lái)的十年或二十年裏,太赫茲将會成為(wèi)最核心的技術。

24小時(shí)服務(wù)熱線

+86-13102410088

地址:滄州經濟開發區解放(fàng)東路(lù)6号