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“颠覆”人类生活的太赫兹

2018.5.28

随着红外、微波、毫米波在日常生活中的逐渐应用,大众对电磁波也有了相应了解,但有一个电磁波谱里的神秘波段——太赫兹波,知晓的人却寥寥无几。那么,什么是太赫兹波?这一神秘的波段究竟有什么特别之处?未来它将如何影响世界?带着这些疑问,记者采访了太赫兹专家、中国电科38所微波光子学研究中心主任武帅。

  “太赫兹是指频率在0.1—10太赫波段内的电磁波,它是一种波长介于红外线与微波之间的电磁波,由动植物自身产生并向外辐射。”武帅介绍,正是由太赫兹波处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域,且没有很好的检测器,很长时间里,人们对太赫兹波的了解认识十分有限,更谈不上开发和应用。

  2004年,太赫兹技术首次被美国科学家提出,并且被美国政府评为“改变未来世界的十大技术”之一;2005年,日本更是将其列为“国家支柱十大重点战略目标”之首;我国政府也专门召开了专项会议,制定了太赫兹技术的发展规划。

  “与微波相比,它具有高分辨性,成像分辨率更高;与可见光相比,它具有穿透性,可以轻易穿透人的衣物;与红外光相比,它又具有物质鉴别性,可以很好地用于鉴别毒品、爆炸物等违禁品;与X光相比,它具有安全性,不会破坏生物组织,适合应用于安检和医学成像方面。 ”武帅说,通过对比,太赫兹波“自带光芒”的属性回答了它广受青睐的原因。

  除此之外,太赫兹波具有的量子能量低、宽带大、穿透性强等特点,在通信、天文学、电磁武器等基础科学、国民经济和国家安全领域都有着广泛且不可替代的重大应用前景。随着研究的深入,太赫兹波未来将为人类生活注入新动能。

  值得一提的是,目前我省已走在全国太赫兹科技研究前沿,并于2016年成立安徽太赫兹工程技术研究中心。中心依托于中国电科38所成立,目前已建立一个软硬件设施完善的太赫兹研发平台,组建了一支有经验的高水平研究队伍。中心的成立奠定了我省在国内、甚至在国际太赫兹领域的领先地位,有力地推进了太赫兹安检系统的工程化和产品化水平。

  2014年,武帅抛弃美国绿卡、学成归来,他率领的科研团队成功研制出国内首台博微太赫兹人体安检仪,并一举打破此前只有欧美等发达国家掌握核心技术、独霸市场的局面。

  博微太赫兹人体安检仪的工作原理,正是通过接收人体发出的太赫兹波并处理转换,形成人体的二维太赫兹“快照”。当人所穿衣物中隐藏有物品时,这些物品就会吸收和阻拦了太赫兹波的正常轨迹,使得“快照”中对应物品所在的位置和人体背景之间产生强度对比,从而探知物品的存在。

  武帅介绍,与传统安检手段相比,太赫兹人体安检仪更安全,它被动接收来自人体自身发出的电磁波,不存在电离或电磁辐射;性能更可靠,它不仅可以探测金属物质,对陶瓷、粉末、液体、胶体等非金属携带物的探测也不在话下;检测更文明,其检测方式为非接触式检查,且成像结果不显示任何身体特征细节,充分保护个人隐私;运行更高效,设备每小时检测通过率约为500人,可以不间断连续工作,是人工安检效率的5倍以上。

  作为一款拥有“火眼金睛”的安检“神器”,太赫兹人体安检仪目前已被应用在公安边防检查站等多种场所。未来,像机场、火车站、地铁、体育场馆等有大流量安检需要的场所,也将会出现它的身影。


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