「作為電子學與光子學的交叉領域,太赫茲技術研究充滿了未知與挑戰。其特有的波、譜性質為新型探測與成像、高速通信、物質特徵分析等提供了全新的技術手段,在科學研究、軍事裝備和國民經濟中均呈現出廣闊的應用前景,成為世界各國爭奪的戰略頻譜資源。」10月15日,吳一戎院士在第五屆全國太赫茲科學技術與應用學術交流會上如是說。
科技日報記者從會議上了解到,隨著太赫茲基礎器件日趨進步、功率性能等指標穩步提升,國內太赫茲領域進入高速發展時期,太赫茲通信、太赫茲雷達、太赫茲生物特徵識別、太赫茲安防檢測等應用應運而生,波譜儀、安檢儀等正逐步走進我們的生活。
這也使得在國防科技大學舉辦的此次會議匯集了包括吳一戎、呂躍廣、崔鐵軍3位院士在內的,全國近400多名從事太赫茲技術研究的知名專家和優秀學子。
太赫茲雷達是太赫茲波應用研究中最重要的研究方向之一。
「太赫茲雷達更有利於複雜環境下的目標成像和目標特徵結構細節獲取,可實現對目標進行更精確的外形識別。同時由于波長短,太赫茲雷達對低速目標可以得到更大的都卜勒頻移,所以對慢速運動或蠕動目標的發現和識別能力很強,甚至具備視頻成像能力。」航天科工23所李軍研究員表示,「目前,我國太赫茲雷達已逐漸從理論研究層面提升至原理驗證階段,並逐步向工程化應用階段轉化,若干系統與國際最高水平相當。」
太赫茲光譜檢測與成像技術同樣在食品安全、公共安全、材料科學及生物技術領域顯示出其獨特優勢和廣闊的應用前景。
莊松林院士團隊成員朱亦鳴教授介紹,「太赫茲波具有穿透沙塵、塑料、衣物、皮革、脂肪等非極性非金屬物質的能力,與頻率較低的微波和毫米波相比較,太赫茲波可獲得更高的解析度和探測精度、更好的指向性和更強的抗幹擾性能,因此在安全檢測中有著無可比擬的優勢。」
近年來,莊院士團隊研製出國際領先水平的寬頻太赫茲輻射源等關鍵器件、系統,申請國家發明專利50餘項,打破了發達國家在太赫茲領域的技術壟斷。他們聯合上海海關研發的「太赫茲波譜液體檢測儀」「太赫茲波譜信件檢測儀」等系統通過非接觸式掃描,提高了液體、信件安檢的精度。
然而,太赫茲輻射源和太赫茲波檢測器等器件研製難度大,以及太赫茲波調控與傳輸相關基礎功能器件相對匱乏,一直是制約太赫茲應用技術進一步發展的重要瓶頸問題。
吳培亨院士團隊金飈兵教授表示,「太赫茲科學與技術的發展和應用在很大程度上受限於輻射源的水平,新型太赫茲輻射源的機理研究和器件研製至關重要。」
結合團隊的研究成果,金飈兵提出,「自旋電子學的某些物理現象其特徵頻率剛好處於太赫茲頻段,利用自旋電子學現象和原理,有望成為超寬帶、低成本、高效率新型太赫茲源的優選。」
作為大會主席,吳一戎院士呼籲,「當前,從太赫茲技術到應用的發展已進入關鍵時期,核心器件、系統、測試儀器正在取得突破,亟需各行各業合力打造國防科技創新與戰略科技產業發展高效銜接的樞紐,共同推進太赫茲技術及應用的蓬勃發展。」
(責任編輯:韓夢晨)