基本介紹
- 中文名：太赫輻射
- 領域：物理學，光學
簡介,產生源,自然產生源,人工產生源,研究,無線數據通信記錄,參見,
簡介
太赫輻射，又稱THz波，包含了頻率為0.3到3 THz的電磁波。該術語適用於從電磁輻射的毫米波波段的高頻邊緣（300 GHz）和低頻率的遠紅外光譜帶邊緣（3000 GHz）之間的頻率，對應的波長的輻射在該頻帶範圍從1mm到0.1mm（或100μm），所以也叫作“亞毫米波段”。
目前，國際上對太赫茲輻射已達成如下共識，即太赫茲是一種新的、有很多獨特優點的輻射源；太赫茲技術是一個非常重要的交叉前沿領域，給技術創新、國民經濟發展和國家安全提供了一個非常誘人的機遇。它之所以能夠引起人們廣泛的關注、有如此之多的套用，首先是因為物質的太赫茲光譜（包括透射譜和反射譜）包含著非常豐富的物理和化學信息，所以研究物質在該波段的光譜對於物質結構的探索具有重要意義；其次是因為太赫茲脈衝光源與傳統光源相比具有很多獨特的性質。
THz波（太赫茲波）或稱為THz射線（太赫茲射線）是從上個世紀80年代中後期，才被正式命名的，在此以前科學家們將統稱為遠紅外射線。太赫茲波是指頻率在0.1THz到10THz範圍的電磁波，波長大概在0.03到3mm範圍，介於微波與紅外之間。實際上，早在一百年前，就有科學工作者涉及過這一波段。在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到這一波段，紅外光譜到達9um（0.009mm）和20um（0.02mm），之後又有到達50um的記載。之後的近百年時間，遠紅外技術取得了許多成果，並且已經產業化。但是涉及太赫茲波段的研究結果和數據非常少，主要是受到有效太赫茲產生源和靈敏探測器的限制，因此這一波段也被稱為THz間隙。隨著80年代一系列新技術、新材料的發展，特別是超快技術的發展，使得獲得寬頻穩定的脈衝THz源成為一種準常規技術，THz技術得以迅速發展，並在實際範圍內掀起一股THz研究熱潮。
產生源
自然產生源
太赫茲輻射是任意溫度高於約10K的物體的黑體輻射的一部分。
人工產生源
在2012年，幾種太赫茲輻射的產生源有:
- 迴旋管（gyrotron）
- 反向波振盪器（backward wave oscillator, "BWO"）
- 遠紅外雷射（far infrared laser, "FIR laser"）
- 肖特基二極體（Schottky diode）
- 自由電子雷射（FEL）
- 同步輻射光源
- photomixingsources
研究
- 醫學成像
- 安全檢查
- 科學使用和成像
- 通信
- 製造
- 太赫茲無損檢測
無線數據通信記錄
在2012年5月，從日本東京工業大學的研究人員的一個團隊發表在Electronics Letters使用T-射線的無線數據傳輸已創下新的紀錄，並建議在未來它們被用來作為數據傳輸的頻寬。該團隊的概念驗證裝置使用的諧振隧穿二極體（en:resonant tunneling diode, RTD），其中的電壓下降的電流增加，造成二極體“共振”，並產生在太赫茲波段的波。使用該RTD，研究人員傳送出542 GHz的信號，得到的數據傳輸速率是每秒3千兆位（Gigabits）。該演示比目前的Wi-Fi標準的快20倍的速度，和比此前的11月份的數據傳輸設定的記錄快一倍。太赫茲Wi-Fi可能僅能在大約10米（33英尺）範圍內工作，但“理論上”數據傳輸速度可以高達100 Gbit/s。
