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太赫兹技术应用

导读: “Terahcrtz”一词是弗莱明(Fletning)于1974年首次提出的,用来描述迈克尔逊干涉仪的光谱线频率范围。

  “Terahcrtz”一词是弗莱明(Fletning)于1974年首次提出的,用来描述迈克尔逊干涉仪的光谱线频率范围。太赫兹频段是指频率从十分之几到十几太赫兹,介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域,THz波又被称为T-射线,在频域上处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,在电子学向光子学的过渡区域,长期以来由于缺乏有效的THz辐射产生和检测方法,对于该波段的了解有限,使得THz成为电磁波谱中最后一个未被全面研究的频率窗口,被称为电磁波谱中的“太赫兹空隙(THzGap)”

  THz波具有很多独特的性质,从频谱上看,THz辐射在电磁波谱中介于微波与红外辐射之间;在电子学领域,THz辐射被称为毫米波或亚毫米波;在光学领域,它又被称为远红外射线,从能量上看,THz波段的能量介于电子和光子之间。THz的特殊电磁波谱位置赋予它很多优越的特性,有非常重要的学术价值和应用价值,得到了全世界各国研究人员的极大关注,美国、欧洲和日本尤为重视。2004年美国技术评论(TechonlogyReview)评选“改变未来世界十大技术”时,将THz技术作为其中的紧迫技术之一。2005年日本政府公布了国家10大支柱技术发展战略规划,THz位列首位。

  一、THz波的特性

  THz波的频率范围处于电子学与光子学的交叉区域.在长波方向,它与毫米波有重叠;在短波方向,它与红外线有重叠;在频域上,THz处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。由于其所处的特殊位置,THz波表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性质:

  1、THz脉冲的典型脉宽在亚皮秒量级,不但可以方便地对各种材料进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究,而且通过取样测量技术能够有效地抑制背景辐射噪音的干扰,得到具有很高信噪比(大于)THz电磁波时域谱,并且具有对黑体辐射或者热背景不敏感的优点;

  2、THz脉冲通常只包含若干个周期的电磁振荡,单个脉冲的频带可以覆盖从CHz至几十THz的范围,便于在大范围里分析物质的光谱性质;

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