什么是太赫兹技术

太赫兹技术，是一种生物电磁波，波段介于微波与红外线之间，是一种安全健康的能量，它具有强穿透、高能量、低辐射、易被水吸收的特点。它能在渗透到人体细胞和血液循环系统，可加快人体血液循环、新陈代谢、净化血液、滋养肌肤、修复细胞、保护脏腑组织，对人体疾病的产生、预防、康复、起到重要作用

俄罗斯叫它生物电磁波

日本人叫它为“生命之光”

中国人和美国人叫它为“太赫兹技术”我国台湾叫它为“生物光波”美国人将它评为“改变未来世界的十大技术”之一

日本将它列为“国家支柱十大重点战略技术”之首

邻家御医也是国内***、最早进行太赫兹技术运用在人体“健康筛查检测”和“细胞修复”与“疾病预防康复”的公司

毫米波及太赫兹技术简介

姓名：边颖超

学号：19021210974

毫米波是指频率在30～300 GHz之间的电磁波，太赫兹波是指频率在100 GHz～10 THz之间的电磁波。这两段电磁频谱处于传统电子学和光子学研究频段之间的特殊位置，过去对其研究以及开发利用都相对较少,如图1毫米波及太赫兹频段在电磁波谱中的位置图。随着雷达和无线通信等无线应用的高速发展，现有的频谱资源已变得日益匮乏，开发新频段已逐渐成为解决此矛盾的一种共识，而在毫米波和太赫兹频段存在大量未被开发的频谱资源，使得毫米波和太赫兹频率适于作为未来雷达和无线通信等应用的新频段。

近几十年来,毫米波技术得到了长足的进步。毫米波芯片方面，如主流集成电路工艺的砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等；在毫米波真空电子器件方面，如加拿大CPI公司研制的速调管(Klystron)在W波段上获得了超过200W的脉冲输出功率；具体的应用已经扩展到多个领域，如毫米波通信、毫米波成像、毫米波雷达等。

而太赫兹技术作为一项新起之秀，相对于毫米波技术，还处在探索阶段。其兼有微波/毫米波和红外可见光两个区域的特性，融合了微波和红外可见光的优点，其在宽带无线通信、精细成像方面具有重要的应用价值。太赫兹技术主要包括太赫兹波源、太赫兹传输和太赫兹检测等，其关键部件可以分为无源元件和有源器件。无源元件包括太赫兹传输线、滤波器、耦合器、天线等, 而有源器件包括太赫兹混频器、倍频器、检波器、放大器、振荡器等。近三十年来，太赫兹源、检测及相关元器件取得了重要进展。如今已在物理、化学生命科学、材料科学、通信等领域掀起了一轮研究热潮，成为下一代信息产业的科学技术基础，对现代科学技术、国民经济、国防建设具有重大意义。

THz波的波长处于微波及红外光之间，因此在应用方面，相对于其他波段的电磁波具有非常强的互补特征。与微波、毫米波相比，THz探测系统可以获得更高的分辨率，具有突出的抗干扰能力和独特的反隐身能力；与激光相比THz系统具有视场范围宽、搜索能力好、适用恶劣气象条件等优点。

首先，THz科学技术可以为科学研究提供强有力的新方法。THz科技在物理学、化学、生物医学、天文学、材料科学和环境科学等方面有极其重要的应用。例如THz波不仅可以成像，而且可以作为一种特殊而有效的探针，对物质内部进行深入的研究，提供关于物质的化学及生物成分、波谱特性、THz标记、分子动力学过程，乃至量子互作用过程等重要信息。其次，THz科技对国民经济发展将起重要的推动作用。例如THz在生物医学上的应用具有很大的吸引力，在皮肤癌的诊断和**、DNA的探测、THz断层成像、THz药物分析和检测等方面都显示了强大的功能和成效。最后，THz技术在国家安全、反恐方面的应用有着独特的优势；THz技术是新一代IT产业的基础，如图2，日本第三代太赫兹无线通信技术(0.12THz)已用于2008北京奥运会高清赛事转播。以及研究THz科学技术本身就是一门重要的学科。

太赫兹技术包括哪些？希望真正懂的人来回答。十分感谢。

太赫滋主要用于医疗和工业探伤也可以用于安检，但用于安检在国外遭到的反对声浪大，理由是隐私处无法避免被窥测，所谓太赫滋就是电磁波的一个波段，这个波段所有温度高于绝对0度的物质都会不停的发射出来，实际就是毫米波靠近光波范围的一小段（毫米波属于微波与光波的过渡波段，也就是不三不四波段），以及整个远红外波段（远红外波段实际也属于不三不四波段），和靠近远红线波段的一小段中红外波段，没有丝毫神秘之处。汽车的倒车雷达，还有不少汽车测速雷达就是毫米波，只是不知道波长是靠近远红外的那一段还是靠近微波的那一段而已，毫米波设备是很常见的玩意，远红外设备也是很常见的，根本没有任何稀奇之处。太赫滋的特别之处就是只要物质的温度高于绝对0度，就一定会向外辐射，所以很多遮蔽中红外近红外探测的方法对太赫滋无效，但太赫滋缺点也大，就是成像恶劣基本就是微波成像的水准，而且背景与目标远距离观测模糊，也无法识别目标真假，而且探测距离近，所以军事上很少使用。已知毫米波探测的军事设备仅有长弓阿帕奇顶部的圆盘雷达，和印度纳格反坦克导弹的引导头，长弓阿帕奇顶部的圆盘雷达主要用于指挥地狱火导弹攻击，因为现在很多坦克有激光告警装置，不管遇到激光测距还是激光架束制导的照射，都会立即触发烟雾弹，改由毫米波雷达指挥地狱火的话，坦克就不会有反应，而为坦克再安装检查毫米波的设备，毫无疑问又是一大笔钱，这等于为坦克安装电子战设备，没哪个国家愿意，纳格反坦克导弹则只有几百米制导距离，比标枪导弹差远了，不过也是自导，发射后不用管，只要发射后不出故障，能飞到坦克附近，找到坦克应该是没问题的，而标枪导弹发射出来时就已经锁住了目标。毫米波雷达用于探测撑死就是10几公里距离，根本不能用于防空。至于远红外探测，那是垃圾，成像品质和毫米波一样，黑白图像，而且啥东西都放出远红外线，远一点很难从背景图像中找到目标图像，另外也根本分不清楚目标真假，放个假人在地上他也认不出，要是进行主动探测，那不就是个远红外探照灯而已，作用距离更近，还不如用老式坦克上的红外探照灯呢，起码那是正经的中红外线，可以把有温度的目标照的更亮些，便于从草丛里树林里把目标图像找到，指望太赫滋雷达防空，那根本就是瞎扯蛋的事情

太赫兹技术是什么？

太赫兹辐射是0.1~10THz的电磁辐射， 从频率上看， 在无线电波和光波， 毫米波和红外线之间； 从能量上看， 在电子和光子之间· 在电磁频谱上，太赫兹波段两侧的红外和微波技术已经非常成熟，但是太赫兹技术基本上还是一个空白，其原因是在此频段上，既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合微波的理论来研究。太赫兹系统在半导体材料、高温超导材料的性质研究、断层成像技术、无标记的基因检查、细胞水平的成像、化学和生物的检查，以及宽带通信、微波定向等许多领域有广泛的应用。研究该频段的辐射源不仅将推动理论研究工作的重大发展，而且对固态电子学和电路技术也将提出重大挑战。

太赫兹技术的应用

随着技术的发展，应用可视光源检测的传统机器视觉检测技术无法解决工业自动化领域的一些特殊问题：例如，可视光无法穿透不透明的瓶子，就无法检测瓶子内部液体是否达到标准。此外，传统技术也面临着其他挑战，例如，无法直接测量封闭工件的内外直径，使用LED照明和相机传感器能够通过拍摄图像测量外直径，但无法测量内直径。

而太赫兹传感器可以解决以上问题，因为太赫兹波可以穿透不透明材料，如布料、纸张、木头和塑料，这些物体的缺陷可以通过百亿赫兹波长可视化。通过太赫兹技术可以探测成像的特点，以及测量物质成分的特性，实现对多种物体的检测。

太赫兹波(THz)的电磁波光谱介于微波和红外波之间，波长范围为1mm-100mm，频率从300GHz~3THz之间。相对于X光能量，由于THz波由于光子能量极低，所以具有无创性和非电离性特点。

太赫兹系统有连续波和脉冲波两种模式，脉冲波系统通过发送一个频段的频率来获取材料信息，连续波系统只能通过单一频率获取信息。太赫兹系统通过应用一个发射器和单点探测器来获取被测物体表面的频率轮廓，通过移动这些单点探测器，进行二维线性扫描和三维阵列面扫描，从而获取被测物二维和三维的频率轮廓。

在自动化应用中的太赫兹系统中，被测物体通过传送带进入传感器的视场范围，太赫兹光波通过Vega控制盒的同轴电缆传送，一个光电机械延迟系统用于抓拍和处理接受到的高频率波形。信号被数字化后，通过以太网或其他船速协议传送到标准PLC控制器上。在测试时，时域波形可以用来表征产品的厚度，频率谱可以来识别所使用的聚合物的类型。

在测试不透明的塑料或橡胶产品瓶、管子的厚度时，运用非接触式和非创性的检测技术非常有必要。通过Vega提供的非接触式、非创性的太赫兹测量系统的测量精度可高达10um。具有能量低、对许多生物大分子表现出很强的吸收和谐振、能够以很小的衰减穿透物质、信噪比很高等特点，可以应用于国防、医疗、科研等诸多领域，具有巨大的市场价值。

在许多塑料分拣系统中，通过检测塑料材料反光的近红外电磁光谱即可进行材料分拣。近红外光技术仅仅在颜色较浅的塑料检测中有效，如果塑料薄片是黑色的，深色的或涂色的，近红外吸收和近红外分离是无效的，使用太赫兹的连续系统可以解决这些问题，通过太赫兹信号的幅度进行检测。

太赫兹的频率很高、波长很短，具有很高的时域频谱信噪比，且在浓烟、沙尘环境中传输损耗很少，可以穿透墙体对房屋内部进行扫描，是复杂战场环境下寻敌成像的理想技术。借助太赫兹特有的"穿墙术"，对"墙后"物体进行三维立体成像，探测隐蔽的武器、伪装人员和显示沙尘中的坦克、火炮等装备，进而拨开战场迷雾。

近年来，随着超快激光技术的迅速发展，太赫兹脉冲的激发光源得以更加稳定和可靠，为进一步研究太赫兹波谱技术创造了条件。同时，各种机制的太赫兹辐射源、探测器等技术研究也在飞速发展，为太赫兹技术在国防、航空航天、通信等领域的应用奠定了基础，使得太赫兹技术有着广阔的应用前景。

6G已在路上，它背后的太赫兹技术到底是怎么回事？

5G还没实现商用，工信部便确认了即将着手研究6G的消息，这或许让人觉得猝不及防，但其实又在情理之中。为什么这么说?因为通信业必须具备前瞻性，早在2009年4G LTE首版标准完成时，各大设备厂商就开始研究起5G了，所以在5G R15标准完成的时候，6G的研究也要提上日程了。

如果说5G实现了更快更低时延及更高网络容量的网络，那么6G的目标将是实现世界全连接。我们知道5G将会使用毫米波进行通信，而6G有望使用太赫兹技术，这将大大提升6G网络的网络容量及网络速度。

太赫兹，大家可能很陌生，但是如果看了下面这张不同频率的分布图，相信大家对太赫兹就会有一定的了解。

太赫兹，实际上是一个频率单位，1THz=1000GH，人们对太赫兹研究主要在0.1THz~10THz之间，该范围两侧的微波与红外线均已有了广泛的应用，故而这一频段有个外号叫做“太赫兹鸿沟”。它在长波段与毫米波（亚毫米波）相重合，而在短波段，与红外线相重合下，太赫兹波在电磁波频谱中占有很特殊的位置。

值得一提的是，国际电联将0.3~3THz的频段定义为太赫兹辐射，较上面的范围要要小，目前的太赫兹应用均在该频段范围内。

太赫兹技术主要应用：光谱领域，成像，高速通信，雷达，安检，探测，天文等。

了解完了太赫兹，带大家来了解一下为什么太赫兹技术能让6G比5G更快更强。我们可以回想一下近期工信部公布的三大运营商的5G频谱分配情况，中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的5G试验频率资源，中国电信获得3400MHz~3500MHz频段的5G试验频率资源，中国联通获得3500MHz~3600MHz频段的5G试验频率资源。之前我们有提到过，太赫兹辐射的频率范围为0.3THz~3THz，根据通信原理，频率越高，允许分配的带宽范围越大，单位时间内所能传递的数据量就越大，也就是我们通常说的“网速变快了”。所以单从频率上来讲，6G的网速将会是5G的10倍左右。

当然，目前对太赫兹的研究仅仅停留在 探索 阶段，6G究竟要如何去使用太赫兹还需要专家们花时间去研究，最需要解决的问题便是太赫兹辐射的传输距离短的问题。如果大家还记得高中物理的话，应该知道这个公式：波速=波长*频率。因为电磁波波速是固定的光速，那么电磁波的波长就和频率成反比，频率越高，波长越短，而波长越短，传输距离也就越短。专家预测未来6G网络会是一个密集型网络，只有这样才能做到广域覆盖，如何部署基站成了首要难题。

部署6G网络远不止这些困难，太赫兹技术还需要进一步地深入开发，并且有效的将这些频段的应用丰富起来才能真正部署起6G网络。目前而言，太赫兹技术的应用场景主要包括天文应用、无损检测、医学成像、安全检查等等，下面就随我大致了解一下吧。

天文应用方面

由于宇宙背景辐射在太赫兹频谱中存在丰富的信息， 这使得太赫兹射电天文成为天文观测的重要手段。通过使用太赫兹波对宇宙背景辐射进行研究，可以理解更多关于我们生活的太阳系以及宇宙的进化过程。例如， 通过研究星际分子云的太赫兹频段频谱特性， 可探究宇宙的起源;分析原子和分子散射出来的频谱信息， 可研究宇宙中的新生星系的形成等。

无损检测方面

太赫兹辐射的光子能量低， 对穿透物不会造成损伤， 并且可以穿过大多数介电物质。太赫兹波这一特点对于检测非导电材料中的隐藏缺陷或者特殊标记具有很大的发展空间，一般称为无损检测，比如检测油画、航天器和半导体器件等。

生命科学应用方面

由于太赫兹辐射波对人体基本无害， 同时水和其他组织对太赫兹波具有不同的吸收率， 因此它可广泛应用于对人体局部成像和疾病的医疗诊断上， 比如对于皮肤癌和乳腺癌等的检测。太赫兹波段包含了大量的光谱信息， 对不同的分子， 尤其是有机大分子会呈现出不同的吸收和色散特性，因而可以有效地用于测定分子特性， 在生命科学领域有着广泛的应用前景，比如测定DNA 的束缚状态、生物组织的特征和蛋白质复合物等。

安全应用方面

太赫兹波具有穿透性， 能够实现对隐蔽物体的有效检测， 可应用于国家安全相关的领域， 比如对于隐蔽的爆炸物、隐藏的枪支、邮寄的非法药品的检测和用于机场的快速安检等。 上海微系统所孙晓玮团队研制了0.36 THz 的成像系统，电子 科技 大学樊勇团队研制了0.34 THz 的SAR 成像系统。

高速通信方面

相对于现有微波毫米波通信频段的频谱， 太赫兹频段具有海量的频谱资源，可用于超宽带超高速无线通信，比如100 Gbps 甚至更高。

太赫兹技术的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于太赫兹技术应用前景、太赫兹技术的信息别忘了在本站进行查找喔。