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太赫兹波的特征

2020-10-19 15:11:54 来源:

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[摘要]太赫兹技术之所以成为科学前沿关注的对象,是因为太赫兹处于电磁波段中的特殊位置,与其它波段的电磁波相比具有许多独特的性能。
1.1、与短波长的电磁波相比:
(1)THz波的典型脉宽

太赫兹技术之所以成为科学前沿关注的对象,是因为太赫兹处于电磁波段中的特殊位置,与其它波段的电磁波相比具有许多独特的性能。go8安检之家
1.1、与短波长的电磁波相比:go8安检之家
(1)THz波的典型脉宽在亚皮秒量级,可以进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究,通过取样测量技术,能够防止背景辐射噪音的干扰。目前太赫兹辐射强度能够得到的探测效果,远远优于傅立叶变换红外光谱的探测技术,并且太赫兹技术稳定性也很高。go8安检之家
(2)太赫兹波源通常包含若干个周期的电磁振荡,频带覆盖范围很宽。单个脉冲的频带可以达到GHz到几十THz的范围,可以在大范围内分析研究物质的光谱特性。go8安检之家
(3)太赫兹辐射的产生机制决定了THz波具有很高的时间和空间相干性。而运用太赫兹时域光谱技术可以直接测量出太赫兹电场的振幅和相位,更为方便地提取测量样品的相关物理信息。go8安检之家
(4)太赫兹波段中正好对应许多特定材料的能隙,他们的太赫兹光谱会存在明显的特征吸收。比如许多有机大分子、违禁易爆品等对THz波呈现出强烈的吸收和色散特性;利用THz波特有的光谱特征可做指纹识别。所以生物探测、危险爆炸物品检测将成为太赫兹技术重要发展前景之一。go8安检之家
(5)THz波的光子能量很低,约为x射线光子能量的1/10,更是远远低于各种化学健的键能,因此它对活体生物组织不会造成电离损伤。可以应用THz技术研究酶的特性、进行DNA鉴别等。另外由于水分子、氨分子等大多数极性分子对太赫兹波有非常强烈的吸收,所以太赫兹波不能穿透人体的皮肤,因此即使很强烈的太赫兹辐射,它对人体的影响也仅仅停留在皮肤表层,而不像微波那样直接穿透到人体的内部。这一点可以应用在对旅客身体以及生物样品的探测检查,可做为X射线成像检测手段的有益补充。go8安检之家
(6)THz辐射对于很多非极性物质,如电介质材料及塑料、陶瓷、纸箱、布料、硅片、干木材等材料有很强的穿透能力,可用来对已经包装的物品进行质检或者用于今后的安全检查。THz波的这些特殊性使发展THz技术具有了重要的意义。go8安检之家
1.2、与长波长的电磁波相比:go8安检之家
(1)与微波相比,THz波的频率则更高,相同条件下通信传输的容量可以更大,因此在作为通信载体时,单位时间内THz波可以承载更多的信息量,同时由于太赫兹波的波长更短,实施同样的传输功能的情况下,可以把天线的尺寸做得更小,那么相应的系统结构及设备也可以做得更简单、更经济,从而节省成本。go8安检之家
(2)由于THz波波长更短、波束更窄,它的方向性要远远好于微波,成像应用中则具有更高的空间分辨率,或者在保持同等空间分辨率时能够具有更长的景深。这一点可以用来探测更小的目标,在天文及军事领域可用于更精确地定位。go8安检之家
(3)与微波相比,THz波具有更好的保密性和抗干扰能力。综上这些优势,THz在中短距离、高容量、无线通信技术中具有很强应用潜力。go8安检之家

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