2004年，太赫茲技術被美國列為“改變未來世界的十大技術”之一；2005年，我國香山科學會議探討太赫茲技術的新發展。從此，太赫茲技術成為各方關注的焦點之一。
現在，十幾年過去了，業界對太赫茲的認知逐漸加深，不少專家更加確信太赫茲將顛覆未來絕大多數行業。我國已著手研究的6G技術，其中也涉及到太赫茲通信技術。
然而，無論是對學術界還是工業界，太赫茲依然還是電磁波譜裡最神秘的存在。
太赫茲波？What’s this？
太赫茲波像我們熟知的無線電波、紅外線、x射線一樣，也是一種電磁波，其頻率介於0.1～10 THz，處於毫米波和紅外線之間。太赫茲波存在於自然界中，其光子能量低，不會對物質產生電離作用，其具有穿透特性和指紋光譜特性，太赫茲波在安檢、超材料、生物醫學、半導體、食品藥品等方面得到廣泛應用。
此外，隨著超快激光技術可以產生可靠、穩定的激光光源，太赫茲波與激光的結合也迅猛發展起來。
太赫茲波處於電磁波譜毫米波和紅外之間
太赫茲能顛覆哪些行業？
安檢
目前，在火車站、機場等公共場所進行的安檢是通過金屬安檢門和工作人員手持式金屬探測器安檢，不利於保護隱私且具有一定的輻射。太赫茲能量低、穿透好，不會產生電離輻射。
目前國內研發太赫茲安檢的單位包括中電38所、華訊方舟、廣州地鐵、同方威視等。太赫茲安檢已經在國內逐步投入使用，比如深圳寶安機場、北京首都機場、新疆安檢口岸等。
通信
在通信領域裡，頻率越高則通信容量就越大。太赫茲波頻率比微波高1～4個數量級，能提供10 Gbps以上的通信速率。太赫茲通信能解決帶寬對信息傳輸的限制，能滿足用戶對帶寬的需求。工信部最新透露的6G通信標準要求工作頻率大於0.2 THz, 通信速率大於30 Gbps，地面傳輸距離大於1000 m。
生物醫學
腦組織失血程度的太赫茲成像
兩種典型的太赫茲時域光譜技術
太赫茲時域光譜技術(THz-TDS)是太赫茲波技術發展較為成熟的技術。
太赫茲時域光譜系統由飛秒激光、光電導天線、時間延遲控制系統、數據採集與數理系統等組成。時間延遲包括經典的機械延遲和異步採樣差頻延遲。
機械延遲
經典方法是飛秒激光經過分束鏡分成抽運激光和探測激光，抽運激光抽運光電導天線產生太赫茲波，探測激光通過機械時間延遲裝置後入射到光電導天線用於探測太赫茲波。通過控制時間延遲裝置，可以探測太赫茲脈衝的時域波形。機械延遲的方法比較常見，其缺點也很明顯，系統速度慢，穩定性差。採用機械延遲技術的代表企業有Batop、Toptica、 Rainbow Photonics、天津帝爾時代等。
機械延遲太赫茲時域光譜系統圖
異步採樣差頻延遲
差頻延遲太赫茲光譜系統使用兩個頻率稍有差異的飛秒激光抽運光電導天線，通過異步取樣產生和探測太赫茲波，可以提高光譜成像系統的速度和穩定性。差頻延遲的方法對兩個飛秒的同步控制要求很高，可以保證快速穩定的測量結果，適用於生物醫學檢測的需求。
異步採樣太赫茲時域光譜系統原理圖
Advantest TAS7500系列太赫茲時域光譜系統
採用異步採樣差頻延遲技術的代表企業是Advantest。其TAS7400/7500太赫茲時域光譜系統的裝機量目前佔據了中國市場的最大份額。
挑戰
Research and Markets最新的研究報告預計2022年太赫茲市場將達48.98億美元，複合年增長率為31.83%。但遺憾的是，現在人類對太赫茲的認知還不如人工智能。
從產業化的角度來看，我們在安檢、通信領域已經看到了太赫茲的影子，太赫茲正在逐步從實驗室走向商用。未來5-10年，太赫茲技術的應用前景不容小覷。
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