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国内工程人才紧缺 太赫兹技术助世界革新

2014-10-10 11:20
华静一
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  上海理工大学日前取得科研新突破,专家团队研制出两台“太赫兹人体安检仪”。不同于目前国内机场使用的金属探测门和X射线探测仪,它能检测出乘客随身携带的非金属危险品,如陶瓷刀、工程塑料手枪、有机炸药,进一步提升了安检能级。

  该团队还研制出了“远距离太赫兹成像安检仪”,适用于大型园区等大流量公共场所。仪器一旦显示有人携带可疑物品,安检人员即可对其进行检查,消除安全隐患。

  中国太赫兹技术紧跟全球步伐

  “太赫兹”(THz)是一个频率单位,1太赫兹等于10的12次方赫兹。频率在0.1—10THz的电磁波,称作“太赫兹波”,其波长介于远红外光与毫米波之间。据上理工光电学院院长庄松林院士介绍,在电磁波家族中,太赫兹波的地位很特殊,由于它处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域,而且没有太赫兹源和检测器,很长时间里科学界缺乏系统研究。从上世纪90年代起,科研人员开始研发太赫兹源和检测器,使太赫兹科技成为全球科技前沿。

  2004年,美国麻省理工学院将太赫兹科技评为“改变未来世界的十大技术”之一。美国国防部先进研究项目局(DARPA)、美国航空航天局(NASA)等机构投入重金,把太赫兹波用于军事、太空探测项目。日本政府将其列为“国家支柱技术十大重点战略目标”之首,宣称将在2020年东京奥运会时实现太赫兹高速通信,速度为每秒100千兆,是目前LTE网络的1000倍。

  我国在太赫兹领域也有布局,已设立973计划项目,组织南京、上海、四川、天津等地高校和科研院所开展研究。其中,上理工是唯一承担设备系统的单位。在科技部、国家自然科学基金委、上海市科委等部门的支持下,庄松林院士领衔的团队掌握了太赫兹源、功能器件等核心技术,研制出具有自主知识产权的94GHz(1000GHz=1THz)人体安检仪样机。

  据悉,2012年,美国已将成批太赫兹人体安检仪引入机场安检系统,防止贴身携带有机炸药等危险品的恐怖分子登机。

  太赫兹人体安检仪——规避“裸体安检”

  在上理工实验室,接受安检者踏上检测平台,面朝太赫兹源双臂上举。3秒内,仪器的显示屏就出现了“透视”人形。如果随身携带危险品,人形相应部位会有黑色阴影。笔者试着在衣服里藏了一把塑料玩具枪,结果立刻被仪器识破。

  生就“火眼金睛”,是因为太赫兹波穿透性极强,对衣服及各种包装物的透过率在95%以上。与X光不同,太赫兹波的光子能量很低,辐射量仅为手机接通时的1/10,照射后对人体不会有任何伤害。

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