太赫兹技术中的问题（太赫兹领域重大突破）

1. 突破封锁，我国在太赫兹领域实现重大突破

就在上周，中电科旗下的网络通信研究院，发布了一个重大的消息：经过两年刻苦攻关，在国内首批实现了太赫兹RTO辐射源1THz频率突破。太赫兹振荡器（RTO），是一种新型、可在室温下工作、超小型的太赫兹波源，也是目前频率最高的固态电子学太赫兹波源。据报道，国际上RTO的最高震荡频率可以做到1.98THz,网络通信研究院的这一成果大大地缩小了我们和世界领先水平的差距。

RTO加载透镜实物

太赫兹，被认为是未来改变世界的十大技术之一，欧美各国都在太赫兹领域，做出重要的战略部署。它的应用前景非常广泛，比如在无损成像，通讯等领域，都会带来革命性的变化。

1. 什么是太赫兹

太赫兹（Terahertz，THz）是频率单位之一，表示电磁波的振荡频率。

1THz = 1000GHz

1GHz = 1000MHz

1MHz = 1000KHz

1KHz = 1000Hz

一个数字后面如果有太多的0，我们往往都麻木了，不太好体会这个数字有多大。那么我们换一种方式看看，如果以时钟每振荡一次，我们往前走1米的速度计算的话，那么这个时钟一秒振荡1T次，我们就会绕着地球走了25000圈，想想还是挺恐怖的。

我们平常所说的太赫兹一般指频率在0.1 - 10 THz(波长为30μm—3mm)范围内的电磁波，在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合。太赫兹波的波段能够覆盖半导体、等离子体、有机体和生物大分子等物质的特征谱，因此利用太赫兹（波）作为诊断媒介，可以诊断许多物理、化学反应过程，从而在材料科学、生物医学等领域具发挥重要作用。

1. 太赫兹的应用

安检

我们坐地铁，去机场，都会过安检。我们把行李从入口放进去，然后再从出口拎出来。在这一进一出的过程中，行李被X光机透视扫描，一览无遗。911事件后，全球安全等级猛然升高，但总不能把人也塞进安检机过一趟，是吧？老美曾经试运行用X射线对人体进行扫描，但后来因为这玩意儿过于清晰，引起各种尴尬，不得不叫停。

太赫兹波的穿透能力强，它可以穿透几乎所有常见的包装材料，比如木材、塑料、纺织品、纸板等，但是不能穿透金属，所以特别适用于安检。它可以探测藏匿在人员衣物下的武器、爆炸物，以及金属和非金属等物品，特别是对陶瓷刀具等，其它仪器很难查到的物品，有很高的探测率。同时因为它的能量比较低，所以比X射线检测方式更安全。

通讯

人类对于通讯速率的追求是永无止境的。1901年，马可尼在加拿大纽芬兰，用风筝拉起天线，焦急地等待大西洋对岸发出的无线电信号，当简短的摩尔斯电码，虽然微弱但清晰的响起时，这个27岁的青年知道，这个消息必将震惊世界。

时间跨越了百年，通讯从模拟走向数字，从2G，3G，4G一路走来，发展越来越快。虽然5G的商用才刚刚开始起步，各大公司却都已经开始角逐下一代6G通讯技术了。就在不久前，美国联邦通信委员会（FCC）决定开放95GHz-3THz的太赫兹频段，作为实验频谱，用于6G技术验证。

越高的通讯速率，必然需要越高的载波。太赫兹在6G通讯中的地位无需多讲。

雷达

电磁波的频率越高，它的波长越短，那么它的穿透力就越强，太赫兹雷达的穿透力远远高于传统雷达，而且它对目标的材质和表面更加敏感。雷达主要靠接收目标的反射信号来发现目标，隐身飞机主要依靠特殊形状、吸波涂层等方式改变雷达波的传播方向，或吸收雷达波，进而达到隐身目的。但这些对太赫兹来说，就都失效了。其远小于微波与毫米波的波长，可用于探测更小的目标，并实现更精确定位。同时，太赫兹波又包含了丰富的频率，和宽广的带宽，能以成千上万种频率，发射纳秒乃至皮秒级脉冲，从而使采用现有隐身技术的飞行器无处遁形。

在自动驾驶领域，太赫兹相比传统的光学摄像头，毫米波雷达也有其突出的优势。

医学诊断

太赫兹波的能量比X射线低很多，所以对生物细胞基本没什么伤害。医生利用人体病变部位和正常组织对太赫兹波的不同反射特性，可以对癌症做出及时的诊断。另外，太赫兹对蛋白质有很强的感应性，利用这一特性，可以迅速地找到疾病的症结所在。

地沟油检测

地沟油？！我们怎么一下从天上跑到了地下？不过对这个大家肯定不陌生吧，说不定还亲自品尝过，

呃?

地沟油用肉眼，和其它方法很难分辨，但狐狸的尾巴,总是要露出来的。地沟油由于多次使用，会含有动物脂肪酸、过氧化物等物质，而新鲜的植物油主要是植物脂肪酸，两者振动频率不同，利用太赫兹技术，只要分析一下样品的共振吸收数据，就能有效地判断出来了。这一过程只需要短短的10秒钟。这对我们这些吃货真是一大福音！不知道哪位嵌入式大虾能把它做成便携式的就好了。

1. 国内外一些相关企业

TeraMetrix(美国)

TeraView(英国)

Advantest(日本)

Zomega(美国，被大恒收购)

中国电科38所(太赫兹人体安检仪)

大恒科技(太赫兹时域光谱仪)

同方威视(太赫兹安检设备)

同方股份(太赫兹安检)

华讯方舟(石墨烯太赫兹芯片，太赫兹成像和生物检测)

资料来源：

中国电科，网络通信研究院官网

知乎 中科院物理所