太赫茲在新興科學(xué)中的應(yīng)用簡述

直到最近，太赫茲技術(shù)還是龐大且昂貴的系統(tǒng)，僅用于射電天文學(xué)和實驗室應(yīng)用。如今，所取得的技術(shù)進步使太赫茲技術(shù)得以在眾多市場和各種應(yīng)用中實現(xiàn)商業(yè)化。

對新材料和半導(dǎo)體技術(shù)的研究正在將現(xiàn)有的測試頻率邊界推向太赫茲（THz）極端。太赫茲頻率將用于材料研究，更廣泛的通信帶寬，醫(yī)學(xué)成像，軍事和航空航天以及其他新興技術(shù)的新應(yīng)用。

在過去幾年中，我們看到了太赫茲應(yīng)用的革命。材料研究和工藝技術(shù)的進步為這些極高的頻率提供了新的和更高的功率源。 THz高級物理研究和商業(yè)應(yīng)用的潛力已經(jīng)得到證實。太赫茲技術(shù)是一個極具吸引力的研究領(lǐng)域，受到市場不同部門的關(guān)注，最近幾項重大技術(shù)進步極大地擴展了太赫茲系統(tǒng)的潛力。

直到最近，太赫茲技術(shù)還是龐大而昂貴的系統(tǒng)，僅用于射電天文學(xué)和實驗室應(yīng)用。今天，所取得的技術(shù)進步使得太赫茲技術(shù)可以在眾多市場和各種應(yīng)用中實現(xiàn)商業(yè)化。

• 天文學(xué)– 太赫茲可以幫助天文學(xué)家掃描宇宙?；谔丈踔陵懟h鏡的望遠鏡，假設(shè)它們處于非常高的高度或基于非常干燥的位置，在100 GHz和1 THz頻率之間掃描，以從外太空獲取圖像。
• 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）–根據(jù)思科的說法到2022年，全年年度IP流量將達到4.8 ZB。到2022年，來自無線和移動設(shè)備的流量將占IP流量總量的71％。隨著對更高數(shù)據(jù)速率的需求增加，對更高頻率的需求也在增加能夠傳輸大量數(shù)據(jù)以滿足消費者對不斷增加的數(shù)據(jù)使用的渴望。
• 化學(xué)指紋圖譜– 使用太赫茲的首批成像應(yīng)用之一是化學(xué)指紋印刷。通過此應(yīng)用程序，我們可以掃描一系列頻率，不同材料或包裝或物體，并在不破壞物體或無需打開包裝的情況下檢測其中的物體。太赫茲可以用來檢測藏在包裹或人身上的非法毒品?；瘜W(xué)指紋識別的另一個用途是檢測人員，汽車或包裝中的爆炸物或武器或道路旁的垃圾箱。這里的想法是發(fā)出穿過一系列頻率的THz信號，并查看來自物體的反射信號，該信號可用于探測武器和爆炸物并識別它們的獨特成分。因此，通過查看不同材料的簽名，您可以判斷SEMTEX，TNT或RDX炸藥是隱藏在人身上還是隱藏在包裹中。
• 醫(yī)學(xué)影像– 與X射線不同，太赫茲是非電離的，對人體組織，肉體甚至牙科用途的成像危害要小得多。它提供了比X射線更高的分辨率，并且能夠分辨軟組織的差異，因此它是癌細胞的早期檢測，也可以檢測人體牙齒釉質(zhì)層的空洞和問題。

太赫茲波段（300-3000 GHz）電路制造取得了重大進展，太赫茲應(yīng)用的持續(xù)增長需要質(zhì)量的提高測試和測量設(shè)備。平面毫米波和亞毫米波器件的穩(wěn)健和校準的晶圓上測量可以顯著減少表征晶圓所需的工作量，同時通過消除與固定裝置相關(guān)的誤差和影響來提高測量精度。

審核編輯：符乾江