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太赫兹技术.doc

上传人:镜花水月 2019/3/13 文件大小:58 KB

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太赫兹技术.doc

文档介绍

文档介绍:Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;~10THz的电磁辐射,从频率上看,在无线电波和光波,毫米波和红外线之间;从能量上看,在电子和光子之间·在电磁频谱上,太赫兹波段两侧的红外和微波技术已经非常成熟,但是太赫兹技术基本上还是一个空白,其原因是在此频段上,既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合微波的理论来研究。太赫兹系统在半导体材料、高温超导材料的性质研究、断层成像技术、无标记的基因检查、细胞水平的成像、化学和生物的检查,以及宽带通信、微波定向等许多领域有广泛的应用。研究该频段的辐射源不仅将推动理论研究工作的重大发展,而且对固态电子学和电路技术也将提出重大挑战。1太赫兹成像Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse2太赫兹雷达3太赫兹通信可以预料,太赫兹技术将是21世纪重大的新兴科学技术领域之一。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse随着THz科技的发展,它在物理、化学、电子信息、生命科学、材料科学、天文学、大气与环境监测、通讯雷达、国家安全与反恐、等多个重要领域具有的独特优越性和巨大的应用前景逐渐显露。太赫兹波的传输是太赫兹波通信系统研究中的一个重要组成部分,由于太赫兹波在自由空间中的传输损耗很大,从某种意义上说很难对它加以引导和控制。为了克服这个困难,急需可以传播太赫兹波的波导[1]。太赫兹技术被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一,被日本列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。~10太赫兹波段内的电磁波,处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。频率上它要高于微波,低于红外线;能量大小则在电子和光子之间。由于此交叉过渡区,既不完全适合用光学理论来处理,也不完全适合用微波的理论来研究。所以,上世纪九十年代以前,一度被人“遗忘”,也因此被称为“太赫兹空白”。当前,各国纷纷加快了针对这唯一没有获得充分研究波段的探索,掀起一股研究太赫兹的热潮。那么,作为第五维战场空间的“拓展者”,太赫兹在军事领域具体有哪些应用?让我们走近一探究竟。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse太赫兹成像编辑远距离穿墙术,铸就反恐作战新利器。如果问一下驻伊美军最怕的是什么,那答案肯定是路边炸弹,防不胜防的路边炸弹,成了驻伊美军不寒而栗的“头号杀手”,以至于让美国海军陆战队司令迈克尔·哈吉认为:“这种相对低级的武器将成为未来战争的一个标志。”在美军撤离伊拉克之前路边炸弹造成的伤亡一度不绝于耳。与此同时,不断发生的细菌邮件、包裹炸弹和***式袭击也令人神经紧绷。似乎在传统威胁面前,高新技术也无能为力,事实真是如此吗?太赫兹的穿墙***能力或许能够扭转这种被动局面。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse太赫兹的频率很高、波长很短,具有很高的时域频谱信噪比,且在浓烟、沙尘环境中传输损耗很少,可以穿透墙体对房屋内部进行扫描,是复杂战场环境下寻敌成像的理想技术。未来城市及反恐作战中,借助太赫兹特有的“穿墙术”,可以对“墙后”物体进行三维立体成像,探测隐蔽的武器、伪装埋伏的武装人员和显示沙尘或烟雾中的坦克、火炮等装备,进而拨开战场迷雾。另外,太赫兹成像技术在塑料凶器、陶瓷***、塑胶炸弹、流体炸药和人体炸弹的检测和识别上,更是“明察秋毫”,利用强太赫兹辐射照射路面,还可以远距离探测地下的雷场分布。如此,士兵们不需要再靠近可疑地段或人员便可以对其进行检查。与耗资较高、作用距离较短、无法识别具体爆炸物的X射线扫描仪相比,太赫兹成像具有独特优势,目前已经初步应用于检查邮件、识别炸药及无损探伤等安全领域。太赫兹雷达编辑高精度宽频带,让隐身兵器无所遁形。众所周知,雷达主要靠接收目标的反射信号来发现目标。如果目标表面能使雷达波被吸收或散射,就可大大减小被发现的概率,从而达到隐身的目的。因此,通常所说的隐身技术主要是靠形状、吸波涂层、形成等离子云吸收或改变雷达波的传播方向来实现隐身的。在隐身技术应用之后,常规的窄带微波雷达在探测雷达截面很小的隐身兵器时往往显得“力不从心”。所以,很长一段时间里,人们都谈“隐”色变。但是目前的隐身技术也并非无懈可击,它们只能对很窄的一个特定波段发挥作用,超出这个特定范围后便会无能为力。而处于电磁频谱过渡区域的太赫兹则是集众家优长于一身。一方面,它的波长很短,大约在30um—3mm的范围内,远小于微波与毫米波的波长,因而可以用于探测更小的目标和更精确的定位;另一方面,它却又包含了丰富的频率,有着非常宽的带宽,能以成千