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1、太赫兹成像技术发展概述摘要：太赫兹波是指频率为100GHz~10THz的电磁辐射(1THz=1012GHz)，因为太赫兹处于电磁波段中特殊的位置，与其它波段的电磁波相比具有许多独特的性能，如瞬态性、低能性、宽带性、非极性物质极强穿透力等。太赫兹波目前在生物医学领域、国防军事通讯、安检无损探测等都有广泛的应用。近十年的研究表明它有非常重要的学术和应用价值,使得全世界各国都给予极大的关注，积极开发THz技术及其应用。关键词：太赫兹；成像；探测ReviewoftheProgressofTHzImagingtechnologyAbstract:Terahertz(THz)wavesa
2、reelectromagneticwaveswithfrequenciesbetweenl000GHzto10THz.(1THz=1012GHz).Withitsspeciallocationinfrequencyterahertzwavehasmoreparticularperformancethanotherwaves,suchasinstantaneous,lowenergy,broadbandwidth,andpiercestronglythroughnonpolarmatters.CurrentlyTHzwavehasawiderrangeofapplication
3、sinbiomedicine,nationaldefenseandmilitarycommunications,securityandnon-destructivedetection.Studiesoverthepastdecadehaveshownthatithasveryimportantvalueonacademiesandapplications,whichattractedagreatdealofworldwideattention,andthusactivelydevelopedTHztechnologiesanditsapplications.Keyword:T
4、Hz;imaging;detection引言THz波通常指的是波长在3mm~30um(100GHz~10THz)区间的远红外电磁辐射,其波段位于微波和红外之间。在20世纪80年代中期以前，由于缺乏有效的产生和检测方法,人们对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限,以致该波段被称为电磁波谱中的THz空隙,该波段也是电磁波谱中有待进行全面研究的最后一个频率窗口。近十几年来,超快激光技术的迅速发展,为THz脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源,使THz辐射的机理研究、检测技术和应用技术得到蓬勃发展。THz技术之所以引起广泛的关注,是由于太赫兹电磁波有其独特的特点,它在物体成像、环境监测
5、、医疗诊断、射电天文、宽带移动通讯、尤其是在卫星通讯和军用雷达等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景。本文主要综述了太赫兹成像技术在生物医学、空间通信和雷达领域的最新发展概况。1太赫兹波1.1太赫兹波简介太赫兹波是指频率为100GHz~10THz的电磁辐射(波长在3mm~30um)，从频率上看，THz所处的位置正好处于微波毫米波与红外线光学之间，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，但是处在无线电波和光波之间的太赫兹技术则形成了一个相对落后的“空白”。THz的长波方向，主要依靠电子学(Electronics)科学技术，而TH
6、z的短波长方向则主要是光子学(Photonics)科学技术，从而在电子学与光子学之间形成一个“THz-Gap”。这使得研究THz时不能完全用光学理论来处理，也不能完全用微波的理论来研究。研究该频段的辐射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起到重大促进作用。这一特殊波段的研究近年来取得了许多进展，成为一个引人瞩目的前沿领域[1]。尤其是随着超快激光技术的迅速发展，为THz波的产生提供了稳定可靠的激发光源及有效的探测手段，在很大程度上促进了THz辐射的波源研究、检测技术和应用技术的发展。相对于目前被广泛应用的x射线检查，太赫兹技术检测会是一种非常有效的
7、补充措施。可以预料，太赫兹技术的开发和应用将是21世纪重大的新兴科学技术领域之一。1.2太赫兹波特征[2]太赫兹技术之所以成为科学前沿关注的对象，是因为太赫兹处于电磁波段中的特殊位置，与其它波段的电磁波相比具有许多独特的性能。1.2.1与短波长的电磁波相比:(1)THz波的典型脉宽在亚皮秒量级，可以进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究，通过取样测量技术，能够防止背景辐射噪音的干扰。目前太赫兹辐射强度能够得到的探测效果，远远优于傅立叶变换红外光谱的探测技术，并且太赫兹技术稳定性也很高。(2)太赫兹波源通
