本
文
摘
要
太赫兹技术曾被美国麻省理工学院评为“改变未来世界的十大技术”之一。那么太赫兹波到底有哪些吸引我们的地方,本文将会把你带入到太赫兹波领域。可能一篇文章不能完全的说明太赫兹波,因此我会对这个领域写一系列的文章来详细介绍。感兴趣的伙伴可以随时给我留言,私信,希望能和大家一起多多交流,在这里共同进步。
言归正传,说起太赫兹波就不得不从电磁波谱说起,因为它是电磁波谱中一段“承上启下”的区域。如下图所示,太赫兹波是介于微波波段和红外波波段之间的电磁波,
电磁波谱广义上的频率范围在0.1 THz到10 THz,
1THz=1012Hz1 THz = 10^{12} Hz,
有时特指频率范围为0.3 THz到3 THz的电磁波。由于在太赫兹波左侧波长偏向长波方向属于微波范畴,而微波技术就目前而言已经相当成熟;对于太赫兹波右侧的短波方向属于红外范围,频率更高属于可见光范围,利用光学理论可以很好的解释光学现象。而太赫兹波正是位于远红外和微波之间的一段“尴尬”的电磁波谱,它结合了光电子学、半导体学和材料学等多个学科的交叉,是目前人们正在极力研究开发的一个领域。在20世纪80年代之前,由于在硬件方面缺少稳定的太赫兹波辐射源和灵敏的太赫兹波探测器,这一波段的发展受到了极大的限制,被称为太赫兹空隙(THz gap)。
近几十年,随着科研人员在光子学和电子学领域的深入研究,超快激光技术、非线性光学技术和微电子技术的研究进展使得太赫兹波的辐射和探测技术也得到了飞速发展。太赫兹技术的发展使得太赫兹波被应用于各个领域,成为了当今世界上的研究热点。
由于太赫兹波在电磁波谱中的特殊位置,也使其兼具了宏观经典理论和微观量子理论的双重特性。那么我们就来看看太赫兹波的独特性质把:
(1) 安全性:太赫兹波的量子能量很低(频率为1 THz的太赫兹波的量子能量仅为4.1 meV)不会引起有害的电离反应。
(2) 穿透性:对大部分介电材料和非极性液体具有良好的穿透性。例如,太赫兹波可以穿透纸张、针织物、塑料、陶瓷、木材等不透明材料的物体,对其内部结构进行检测。
(3) 宽频谱:太赫兹脉冲的频带可以覆盖0.1-10 THz的范围,许多物质在太赫兹波段具有丰富的频谱信息,可以根据这些物质在太赫兹波段丰富的吸收特征判断物质成分。
当然,太赫兹波的性质不仅仅的局限于刚刚所列出来的几条,下一篇文章我将详细介绍太赫兹波的性质,让你真正看到它的迷人之处。
本人是第一次在知乎上写文章,没有太多的经验,肯定会有很多的不足,大家觉得有问题的地方请指出来,我会尽力去改,真的是希望能把自己的所学,回报给更多的人!感谢那些能读我文章的朋友们~~~