Terahertz tehnologija i njegova primjena

T-ray je tehnika koja koristi terahertzove talase, takozvana nauka terahertza, da proučava segment električnog z-talasa koji može mnogo da vidi. Prije više od 100 godina, terahertz se pominje u infracrvenoj astronomiji, ali se retko dotakla naučnih istraživanja i civilnih poslova. U mikrotalasnoj, široko korišćena vidljiva svetlost i infracrvena tehnologija, glavni razlog zaostalog razvoja terahertza leži u nedostatku detektora i izvora, sve do poslednjih 10 godina, sa poboljšanjem istraživačkih metoda, ljudi u istraživanju ovog polje ima veći razvoj. Trenutno se istraživanje terahertza razvilo u novo polje, a studija terahertza je porasla sa tri jedinice pre 20 godina na više od 200 jedinica širom sveta.

Terahertzovi talasi su elektromagnetski talasi sa frekvencijama u rasponu od 0.1 THZ do 10.0 THZ. Ima mnogo izvanrednih svojstava i ocenjuju ga Sjedinjene Države kao jedna od "top 10 tehnologija koje će promijeniti svet budućnosti." Teraherc spektroskopija, terahertz snimanje i teraherc komunikacija su tri glavna istraživanja. Ima važne primene u mnogim naučnim oblastima kao što su sigurnosna inspekcija, nestrukturna detekcija, astrofizika, biologija, medicina, atmosferska fizika, ekologija zaštite životne sredine i vojne nauke. Schottky dioda sa visokom frekvencijom prekida može da realizuje mešanje, detekciju i udvostručavanje talasa terahertza na sobnoj temperaturi. Pored toga, realizacija terahertz kruga na substratu sa niskim gubicima je osnova terahertz tehnologije.

THZ talas je 10 THZ frekvencijskog opsega od 0.1 T do (u 3 mm talasnoj dužini do 30 um) elektromagnetnog spektra, između milimetarskog talasa i infracrvenog svjetla, do sada još uvijek nije u potpunosti ljudska spoznanja i korištenje resursa spektra biti na komunikaciji (širokopojasne komunikacije, radar, elektronske kontraere, elektromagnetno oružje donose duboke promjene, inspekciju sigurnosti itd.

Terahertz jedinstvena svojstva za komunikaciju (širokopojasne komunikacije, radar, elektronske kontraere, elektromagnetno oružje, astronomija, medicinski snimci (nema markerskih gena pregleda slike, ćelijski nivo), nestrukturno testiranje, inspekcija sigurnosti (biohemijski pregled) i druga polja dubok uticaj, zbog visokih frekvencija terahertza, visoka je i visoka rezolucija i visoka rezolucija zbog kratkog pulsiranja (po porastu picosekunde) Terahertz imaging i teraherc spektroskopija su dve ključne tehnologije za terahertz aplikacije U isto vrijeme, jer terahertz je mali u energiji i ne uništava materiju, ima prednost nad rentgenskim zračenjem.Pored toga, zbog bioloških makromolekula frekvencija vibracija i rotacije frekvencije frekvencija su u THZ talasnom opsegu, tako da terahertz u selekciji hrane, izbor fine vrste i druge poljoprivredne i prehrambene industrije ima dobru primenu str rospect. Primena Teraherca je i dalje u stalnom razvoju i istraživanju, a njegova velika naučna perspektiva je prepoznata širom sveta.

Posle više od jedne decenije istraživanja, međunarodna naučna zajednica je prepoznala THz nauku i tehnologiju kao veoma važnu cross-cutting granicu. THz ima visoku prostornu rezoluciju zbog svoje visoke frekvencije (talasna dužina je više od 1000 manja od mikrotalasa). Pošto je impuls kratak (femtosekund), THz zračenje ima visoku vremensku rezoluciju. THz imaging i THz spektroskopija su dvije ključne tehnologije u THz aplikaciji. Sa druge strane, energija THz je mala, ne uništava stvari, tako da ima veliku prednost nad rendgenskim snimcima.

Terahertz ne može zameniti rendgenske zrake, ali ima neke prednosti koje rendgenski snimci ne mogu. Rendgen i ultrazvuk mogu da pronađu konture i stanje objekta, ali ne mogu da otkriju hemijska svojstva objekta, ne mogu da razlikuju razliku između eksploziva i droge, terahertz, međutim, ima sposobnost, međunarodna borba protiv terorizma veliki značaj. Terahertz je identifikovao više od 50 od stotina vrsta eksploziva i rudnika koje su trenutno pronašli ljudi. Najnoviji razvoj je oko 30 metara, a Terahertz je u stanju da precizno otkrije eksploziv. Naravno, 30 metara nije velika distanca, ali je vrijedna prednost, jedinstvena u odnosu na druge mere sigurnosti.

Budući terahertz će proširiti primenu sledećih četiri aspekta, jedan je proučavanje osobina materijala, posebno svjetlosti molekula i poluprovodnika, karakteristike visokotemperaturnog superprovodnika istraživanja teraherc spektroskopija polja primjene drugog, drugi je THZ snimanje i ct imaging tehnologija, tri su istraživanja u oblasti biološke nauke i medicine, uključujući i od dijagnoze karcinoma do genetske analize itd. Najnovija studija pokazala je da ljudi često piju kafu ako se upoznaju sa određenim lekovima, može postati "otrov "i upotreba terahertz tehnologije, biće u farmakologiji, ranoj dijagnozi karcinoma itd., verovatno novi proboj.

Nove i moćne nove metode naučnog istraživanja

(1) THz imaging i THz spektroskopija imaju izuzetno važne primjene u fizici, hemiji, biomedicini, astronomiji, materijalnoj nauci i nauci o životnoj sredini.

(2) ne samo da THZ talas može snimati i može služiti kao neka vrsta posebne i efikasne sonde, da provede detaljno istraživanje na materijal unutar, o fizičkom hemijskom i biološkom sastavu, spektralnim karakteristikama, THz markerima, procesu kvantne interakcije i druge važne informacije.

Na primjer: korištenjem Tz istraživanja CdSe visokog vremenskog rezolucije optičkog kvantnog tranzicionog fenomena, istraživanja Ti02 nanometarskog rešetkastog nosača u procesu transporta, i istraživanja kontrola atoma / molekula, kvantni skok sonde itd. Su važni novi rezultati. Veliki uspesi su postignuti u THz kvantnoj optici, kvantnim računarskim aplikacijama i THz zračenju poluprovodnika pod jakim magnetnim poljima.

Koristi jaku moć THz zračenje može stimulirati unutrašnji materijal nelinearnog dinamičkog procesa atoma i molekula, a time i ultrazvučni impulsni ultrazvučni THz može proučiti nelinearnu karakteristiku materijala na molekularnom nivou.

(3) THz takođe ima važne prednosti u detekciji plazme. Prostorna raspodela gustine u visokoj temperaturi i plazmi visoke gustine može se otkriti pomoću THz zračenja. THz ističe primenu u astronomskim istraživanjima, naučnici na stanici Južni poligon postavili su mobilni astronomski, koristeći THz teleskope primećuju da je važno značajno značilo mnogo važnih novih zvijezda, proučavati poreklo svemira i formiranje zvezda spomenjući početkom 2005. godine u Kini, takođe je osnovala istraživačku stanicu na Antarktiku).

THz tehnologija će igrati važnu ulogu u promovisanju razvoja nacionalne ekonomije

(1) aplikacija THz u biomedicinskoj nauci je veoma atraktivna. U dijagnozi i lečenju karcinoma kože, otkrivanje DNK, medicinska primena THz THz imaging faulta, THz primijenjena biokemija, analiza i detekcija lijekova itd., Sve pokazuje svoje moćne osobine i rezultate.

Tehnologija biomolekularne dijagnoze THz može se utvrditi na osnovu proučavanja karakteristika proteina i gena.

Stoga, u velikoj mjeri može promovisati razvoj molekularne biologije i imati odličnu primjenu u medicinskom liječenju i istraživanju i identifikaciji lijekova.

(2) zbog frekvencije rotacije vibracija i bioloških makromolekula u THz talasnom opsegu, a tehnologija THz zračenja može izvući važne informacije o DNK, kao rezultat toga, THz u biljkama, posebno selekciji hrane, izboru odličnih vrsta mogu igrati važnu ulogu. Jednom rečju, terahertzova nauka i tehnologija su od velikog značaja za poljoprivredu, prehrambenu industriju i druge industrije.

THz ima široke primene u biomedicini. Sledeća slika prikazuje dijagnozu i primenu karcinoma kože u THz.

(3) THz zračenje može prodreti u dim i otkriti toksične ili štetne molekule, tako da može igrati važnu ulogu u monitoringu i zaštiti životne sredine. Prijavljeno je da su na nas sateliti instalirane THz oprema za praćenje okoline (2.5tz proizvedene pomoću CO2 lasera kao izvora pumpi).

THz ima jedinstvene prednosti u primjeni nacionalne sigurnosti i borbe protiv terorizma

(1) koristeći svojstvo da THz može prodreti supstancama, Britanci su prvo razvili THz kameru i bili su testirani u oblasti inspekcije aerodroma, sa dobrim rezultatima. Konkretno, ORNL radi sa univerzitetom Tennessee na programu Prekidni zid, koji koristi THz imaging za dobijanje informacija spolja. Očigledno je da ova tehnika ima važnu vrijednost u nacionalnoj sigurnosti

Pored toga, upotreba THz spektroskopije može brzo i efikasno otkriti i identifikovati lekove. Sjedinjene Države su sprovele projekte kao što su korištenje THz spektroskopije za provjeru pošte, uključujući otkrivanje THz hemikalija i bioloških proizvoda.

(2) THz takođe ima veliki potencijal u radarskim i komunikacionim aplikacijama. Nema sumnje u veliku prednost THz-a u svemirskim komunikacijama. Takođe je proučavan atmosferski prozor THz (slika 6). THz radar ima posebnu funkciju u anti-stealth. Sledeći izveštaj se bavi problemom izvora zračenja THz visokih moći, koji su pripremljeni za THz radar i druge. Tehnologija slikanja i komunikacione tehnologije THZ satelitskog prostora može biti važna oblast koja se bavi budućim ovlašćenjima.

(3) THz se koristi da bi se otkrili mogući kvara u svemirskom letu

Ubrzo nakon nesreće kosmosa Columbia, analiza uzroka nesreće predstavljena je na osnovu video snimaka iz lansiranja svemirskog šatla. Američka laboratorija je sprovela eksperimente. Centralna frekvencija THz pulsa je lTHz, a propusni opseg je 3THz. Kroz brojne eksperimente, posebno nedavno uspješno otkrivanje PAL-Ramp SOFI izolacionog sloja pene, THz impuls može efektivno bez razaranja inspekcije svemirskog šatla. Za naš svemirski program sigurno će biti potrebna takva tehnologija.

Nauka i tehnologija THZ je temelj nove generacije IT industrije

(1) naučnici očekuju da THz bude visoko konkurentan u savremenim informatičkim naukama, tehnologiji i industriji kada se razviju THz zračni izvori i tehnologije za otkrivanje THz. Ovo takmičenje zapravo započelo.

(2) sa razvojem THZ nauke i tehnologije, rođene su mnoge visokotehnološke kompanije, na primer: britanska Nacionalna laboratorija Rultherford (Rutherford Appleton Lab (RAL)) i Evropska vesoljska agencija (ESA) 2002. godine, izvršna vlast Star Ti je nakon uspjeha plana, osnovao kompaniju ThruVision kompanija, specijalizirana za rad, komercijalizacija THz imaging razvila pasivnu THz imaging, ima sljedeće karakteristike: a. Pasivni ne zahteva THz izvor; B. Snimanje u realnom vremenu. Univerzitet u Kembridžu porastao je TeraView Ltd, visokotehnološku kompaniju pod imenom Spinoff. Angažovan u razvoju THz kamere;

(3) Picometrix je inkubiran na univerzitetu Michigen i Stanford univerzitet. Physicalscience Inc. Calabazas Creek Res. Inc. kompanije kao što su. Picometrix, sa sedištem u Kaliforniji, ima zadatak da "predaje nauku i tehnologiju THZ-u vladi i univerzitetu LABS, tako da se mogu koristiti za istraživački rad".

(4) postoje i mnoge kompanije u Japanu, koje su angažovane u istraživanju, razvoju i komercijalizaciji tehnologije i tehnologije THz, uključujući izvor energije THz visoke snage. IT se može videti da je nova generacija IT industrije zasnovana na nauci i tehnologiji THz počela da se postepeno oblikuje.

Istraživanje same tehnologije THz je važan predmet

Kao što je mehanizam generisanja raznih THz zračenja, širenja i prenosa ultra-kratkog pulsa THz, interakcije između THz i materije itd.

U nastavku su prikazani strukturni blok dijagrami THz imaging i THz spektra. Jedan od njih je dijagram blokiranja slike THZ od 150 mikrona razvijen od strane JPL-a. Iz ovih blok dijagrama se može videti razvoj i primena THz imaging i THz spektra.

Istovremeno se može videti da je za uspostavljanje THz imaging i THz spektra potrebno proučavati koji THz uređaji i komponente, kao što su: THz izvori, THz detekcija, miješanje, THz prenos, rezonantni itd., Kako bi se formirao kompletan sistem THz slike i THz spektra. U sledećem poglavlju ćemo razmotriti ove uređaje i komponente.