太赫兹在新兴科学中的应用简述

直到最近，太赫兹技术还是庞大且昂贵的系统，仅用于射电天文学和实验室应用。如今，所取得的技术进步使太赫兹技术得以在众多市场和各种应用中实现商业化。

对新材料和半导体技术的研究正在将现有的测试频率边界推向太赫兹（THz）极端。太赫兹频率将用于材料研究，更广泛的通信带宽，医学成像，军事和航空航天以及其他新兴技术的新应用。

在过去几年中，我们看到了太赫兹应用的革命。材料研究和工艺技术的进步为这些极高的频率提供了新的和更高的功率源。 THz高级物理研究和商业应用的潜力已经得到证实。太赫兹技术是一个极具吸引力的研究领域，受到市场不同部门的关注，最近几项重大技术进步极大地扩展了太赫兹系统的潜力。

直到最近，太赫兹技术还是庞大而昂贵的系统，仅用于射电天文学和实验室应用。今天，所取得的技术进步使得太赫兹技术可以在众多市场和各种应用中实现商业化。

• 天文学– 太赫兹可以帮助天文学家扫描宇宙。基于太空甚至陆基望远镜的望远镜，假设它们处于非常高的高度或基于非常干燥的位置，在100 GHz和1 THz频率之间扫描，以从外太空获取图像。
• 物联网（IoT）–根据思科的说法到2022年，全年年度IP流量将达到4.8 ZB。到2022年，来自无线和移动设备的流量将占IP流量总量的71％。随着对更高数据速率的需求增加，对更高频率的需求也在增加能够传输大量数据以满足消费者对不断增加的数据使用的渴望。
• 化学指纹图谱– 使用太赫兹的首批成像应用之一是化学指纹印刷。通过此应用程序，我们可以扫描一系列频率，不同材料或包装或物体，并在不破坏物体或无需打开包装的情况下检测其中的物体。太赫兹可以用来检测藏在包裹或人身上的非法毒品。化学指纹识别的另一个用途是检测人员，汽车或包装中的爆炸物或武器或道路旁的垃圾箱。这里的想法是发出穿过一系列频率的THz信号，并查看来自物体的反射信号，该信号可用于探测武器和爆炸物并识别它们的独特成分。因此，通过查看不同材料的签名，您可以判断SEMTEX，TNT或RDX炸药是隐藏在人身上还是隐藏在包裹中。
• 医学影像– 与X射线不同，太赫兹是非电离的，对人体组织，肉体甚至牙科用途的成像危害要小得多。它提供了比X射线更高的分辨率，并且能够分辨软组织的差异，因此它是癌细胞的早期检测，也可以检测人体牙齿釉质层的空洞和问题。

太赫兹波段（300-3000 GHz）电路制造取得了重大进展，太赫兹应用的持续增长需要质量的提高测试和测量设备。平面毫米波和亚毫米波器件的稳健和校准的晶圆上测量可以显着减少表征晶圆所需的工作量，同时通过消除与固定装置相关的误差和影响来提高测量精度。

审核编辑：符乾江