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太赫兹的特点

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东方闪光与您分享太赫兹的特点是什么。


太赫兹(Tera Hertz,THz)是波动频率单位之一,又称为太赫,或太拉赫兹。等于1,000,000,000,000Hz,通常用于表示电磁波频率。


太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源;太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域,给技术创新、国民经济发展提供了一个非常诱人的机遇。


特点


人们关注THz技术的原因是THz射线普遍存在,是人们认识自然界的有效线索和工具。但是相对于其他波段的电磁波比如红外和微波,对它的认识和应用非常匮乏。其次,THz射线有它自身的特点。


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,能够有效地抑制远红外背景噪声的干扰。目前,脉冲THz 辐射通常只有较低的THz 射线平均功率,但是由于THz 脉冲有很高的峰值功率,并且采用相干探测技术获得的是THz 脉冲的实时功率而不是平均功率,因此有很高的信噪比。目前,在时域光谱系统中的信噪比可达10^5或更高。


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 直至几十THz 的范围,许多生物大分子的振动和转动能级,电介质、半导体材料、超导材料、薄膜材料等的声子振动能级落在THz 波段范围。因此THz 时域光谱技术作为探测材料在THz 波段信息的一种有效的手段,非常适合于测量材料吸收光谱,可用于进行定性鉴别的工作。


THz 光子的能量低,频率为1THz的光子能量只有约4毫电子伏特,因此不容易破坏被检测物质。


许多的非金属非极性材料对THz 射线的吸收较小,因此结合相应的技术,使得探测材料内部信息成为可能。例如,陶瓷,硬纸板,塑料制品,泡沫等对THz 电磁辐射是透明的,因此THz 技术可以作为x射线的非电离和相干的互补辐射源,用于机场、车站等地方的安全监测,比如探查隐藏的走私物品包括枪械、爆炸物、和毒品等,以及用于集成电路焊接情况的检测等。极性物质对THz 电磁辐射的吸收比较强,特别是水,THz 光谱技术中应采取各种措施避免水分的影响,不过在THz 成像技术中,可以利用这一特性分辨生物组织的不同状态,比如动物组织中脂肪和肌肉的分布,诊断人体烧伤部位的损伤程度,及植物叶片组织的水分含量分布等。太赫兹成像技术与其他波段的成像技术相比,它所得到的探测图像的分辨率和景深都有明显的增加(超声、红外、X-射线技术也能提高图像分辨率,但是毫米波技术却没有明显的提高)。另外太赫兹技术还有许多独特的特性,如在非均匀的物质中有较少的散射,能够探测和测量水汽含量等等。


太赫兹光谱技术不仅信噪比高,能够迅速地对样品组成的细微变化作出分析和鉴别,而且太赫兹光谱技术是一种非接触测量技术,使它能够对半导体、电介质薄膜及体材料的物理信息进行快速准确的测量。鉴于THz射线的特点,必将给通信、雷达、天文、医学成像、生物化学物品鉴定、材料学、安全检查等领域带来深远的影响,进而改变人们的生产生活。


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