太赫兹技术PPT演示课件

2008年,微波技术新进展,亚毫米波及太赫兹技术,1,先了解一下电磁频谱,2,太赫兹（THz，1THz1012Hz）频段划分一：0.3THz到10THz频段划分二：0.1THz到10THz它包含了早期的亚毫米波频段，也有称之“T射线”太赫兹介于毫米波与红外光之间的电磁辐射区域由于缺乏有效的THz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，以致于该波段被称为电磁波谱中的THz空隙，也是电磁波谱中有待进行全面研究的最后一个频率窗口,3,近年来由于自由电子激光器和超快技术的发展，为THz脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源，使THz辐射的物理机理、检测技术和应用技术研究得到蓬勃发展。THz技术之所以引起人们广泛的关注，是由于物质的THz光谱(包括发射、反射和透射)包含有丰富的物理和化学信息，它在物体成像、环境监测、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,THz前景,4,物体成像:情报、安检、破案、生物和医学中的各种成像应用。这一领域现在已经被公认最有可能首先取得重大突破，具有非常大的应用潜力,5,医疗诊断:由于很多的生物大分子及DNA分子的旋转及振动能级多处于THz波段，生物体对THz波具有独特的响应，所以THz辐射可用于疾病诊断和生物体的探测。在医学治疗过程中照射的光的光子能量高，对人体造成的伤害非常大。用于医疗诊断的太赫兹成像设备，则能将这种照射对人体的伤害降低万倍。在突破一些技术瓶颈以后，将会产生一批用于疾病诊断的THz医疗仪器，带来巨大的商业机会,6,环境监测:适合于对固体、液体、气体、以及火焰和流体等介质的电、声学性质的研究以及化学组份的表征。THz辐射也可用于污染物检测、生物和化学物质的探测、食品工业的质量控制，检测隐藏在箱包、一般家用材料及民用设备中的特殊物质，如炸药、毒品等,7,宽带移动通讯与星间通讯：THz电磁波是很好的宽带信息载体,THz波比微波能做到的带宽和讯道数多得多，特别适合作卫星间、星地间及局域网的宽带移动通讯,8,雷达与天文：THz雷达分辨率高，可成为未来的高精度雷达发展方向；THz是射电天文学极重要的频段,9,基于光电效应的THz成像系统,10,生物组织模型的THz成像,11,2D实时THz成像系统,蚂蚁的THz像,12,THz技术已成为国内外学者和机构研究的热点,美国的张希成教授是世界范围内最早从事太赫兹科学与技术研究的带头人。过去10几年里，争得了数十个“世界第一”，其中包括：首先提出电光探测概念，最先发现光整流太赫兹波、最早研制出太赫兹显微镜，第一个采用有机结构作辐射源、并用磁场控制太赫兹辐射，最早发现太赫兹三维层析成像技术、非线性效应、太赫兹与肿瘤的关系，等等。而1995年在世界范围内最先运用的电光取样探测器技术，已在全球范围内的国防试验室、公司企业等被广泛采用,13,目前，世界上约有200多个研究机构，陆续开展了本领域的科学研究工作，如：美国Rensselaer理工学院(RPI)、美国加州大学SB分校(UCSB)、美国麻省理工学院(MIT)等。加拿大、德国、法国、澳大利亚也相继建立THz科学研究机构，许多微波及光学的研究所都把研究重心转到THz领域,THz技术已成为国内外学者和机构研究的热点,14,THz技术已成为国内外学者和机构研究的热点,美国学者称:NextRay,TRay!,同时称:21世纪为THz源时代。美国TECH.REV.,Feb.,2004()发表的改变未来世界的十大技术之一为TRay。美国DARPA在2002年的招标项目之一就是研制连续波THz振荡源。实用的固态THz振荡源一旦获得突破，可以预见，THz电磁波也将象光学和微波波段的电磁波一样，给人类社会的许多方面带来深远的影响。,15,THz技术已成为国内外学者和机构研究的热点,国家科技部、自然科学基金委、中科院、也对THz研究给予了高度的关注，先后在973计划、基础研究重大项目前期研究专项、基金委重大项目、上海市光计划等做了相关项目的安排。电子科技大学成立了THz研究中心,16,THz有什么意义,太赫兹不能代替X光，但却有X光做不到的一些长处。X光和超声波能发现物体的轮廓和状态，但却无法侦测物体的化学性质，无法分辨爆炸物品和药品的区别，然而太赫兹却有这种本领，这对国际上的反恐斗争具有特别重要的意义对目前人类发明的上百种类型爆炸物和地雷，太赫兹已能识别出其中的50多种。最新的进展是在30米左右，太赫兹就能准确地发现爆炸物品。当然，30米并不是什么了不起的距离，但其实用价值非常大，与其它安检手段相比，这已是独一无二的成就了,17,MVNA-8-350矢量网络分析系统,法国ABMillimetre公司产品,18,100-350GHz亚毫米波信号源,法国ABMillimetre公司产品,19,152-1000GHz频段可选源,250-1000GHz频段可选检波器,法国ABMillimetre公司产品,20,高通滤波器,喇叭天线,转接波导附件,法国ABMillimetre公司产品,21,返波管信号源,美国Microtech仪器公司产品,22,THz扫描成像系统,美国Microtech仪器公司产品,23,VectorAnalyserQuasi-opticalMeasurementTable,公司产品,24,雷达散射截面紧缩场缩比测试系统,MassachusettsLowell大学亚毫米波实验室,25,实物,十六比一模型,MassachusettsLowell大学亚毫米波实验室,26,缩比关系,MassachusettsLowell大学亚毫米波实验室,27,亚毫米波固态极化收发装置,MassachusettsLowell大学亚毫米波实验室,28,扫频测量Fourier变换给出三维图像,MassachusettsLowell大学亚毫米波实验室,29,亚毫米波质谱分析仪桌面系统,俄罗斯科学院应