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太赫兹波——令人瞩目的未来战争新宠(图)

2019-05-24 08:06:32 解放军报

  太赫兹波——令人瞩目的未来战争新宠

  ■赵 林 侯俊石

  太赫兹波的频段划分及应用场景。 制图:刘 程

  ●太赫兹波,泛指频率位于红外线和微波之间的电磁波,处于宏观电子学向微观光子学的过渡阶段。

  ●由于处于交叉过渡区,太赫兹波既不完全适用光学理论来处理,也不完全适用微波理论来研究。很长一段时间,人们对太赫兹波的认识非常有限,形成了“太赫兹空白”。

  ●近年来,太赫兹波以其独特的性能和越来越广泛的应用受到世界各国的关注,特别是在军事领域受到推崇。

  拥有独特性能

  太赫兹波技术之所以引起科学界的广泛关注,是由于太赫兹波频率要高于微波,低于红外线;能量大小则在电子和光子之间,与其他频率的电磁波相比,其性能非常独特。

  高穿透性。太赫兹波对许多介电材料和非极性物质具有良好的穿透性,可对不透明物体进行透视成像,是X射线成像和超声波成像的有效补充。

  低能量性。太赫兹波光子能量仅为X射线光子能量的1%左右,太赫兹波的辐射不会导致光致电离而破坏被检质,非常适用于针对人体或其他生物样品的检查。

  吸水性。水对太赫兹波辐射有极强的吸收性,这使得太赫兹波不易穿透含水物体。

  瞬态性。太赫兹波脉冲的典型脉宽在皮秒数量级,通过取样测量技术,能够有效抑制背景辐射噪声的干扰。

  相干性。太赫兹波的相干性源于其相干产生机制,能够直接测量电场的振幅和相位,从而方便提取样品的折射率、吸收系数、消光系数、介电常数等参数。

  光谱分辨特性。许多有机分子的振动和旋转频率都在太赫兹波频段,通过特有的光谱特征,可识别分子结构并分析物质成分,具有指纹般的唯一性,就像利用指纹可识别不同的人一样。因此,太赫兹波光谱成像技术不仅能分辨物体的形貌,还能识别物体的组成成分。

  太赫兹波的这些独特性能,将给通信、雷达、电子对抗、电磁武器、反恐维稳等领域带来深远影响。

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编辑:傅仁誉
 
 

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