非制冷太赫茲相機

太赫茲是一種新的、有很多獨特優(yōu)點的輻射源;太赫茲技術(shù)是一個非常重要的交叉前沿領(lǐng)域，給技術(shù)創(chuàng)新、國民經(jīng)濟發(fā)展和國家安全提供了一個非常誘人的機遇。早期太赫茲在不同的領(lǐng)域有不同的名稱，在光學領(lǐng)域被稱為遠紅外，而在電子學領(lǐng)域，則稱其為亞毫米波、超微波等。

太赫茲(THz)波是介于微波和紅外區(qū)間的電磁波頻段，其頻率范圍通常定義在0.1～10THz，因其波段的特殊性，使其兼具了電子學和光子學的特點，不僅覆蓋了許多生物大分子的振動和旋轉(zhuǎn)頻率，且包含了電子材料的低能激發(fā)頻帶。

太赫茲波段的成像探測技術(shù)結(jié)合了微波/毫米波和X射線兩者的優(yōu)勢：與微波/毫米波相比，太赫茲波具有較短的波長，使得成像能夠比微波/毫米波成像獲得更高的空間分辨能力;相比X射線，太赫茲輻射對非極性材料具有較強穿透能力，較低的光子能量，不會對有機組織產(chǎn)生電離破壞。同時，很多違禁品和危險爆炸物可以通過檢測其在太赫茲波段所具有的“指紋譜”而被精確檢出。因此，太赫茲成像應(yīng)用在探查隱匿的易燃、易爆、金屬武器和毒品等具有重要的意義。

隨著新型光電材料(如石墨烯、超材料)、探測器工藝和信號處理技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外已經(jīng)掌握了許多新的非制冷太赫茲探測技術(shù)，如利用天線將能量耦合到探測器的探測單元上、石墨烯基場效應(yīng)晶體管(GFETs)等。

太赫茲輻射因其獨特的性質(zhì)，可以穿過各種各樣的非導(dǎo)電材料。它們能量低(~4.1 meV)且非電離，對人體無害。因此我們可以利用太赫茲成像技術(shù)在食品、工業(yè)、醫(yī)藥等各個領(lǐng)域進行無損檢測。太赫茲波還能被一些液體如水吸收，這種特性可以用來測量各種物體的內(nèi)部濕度。太赫茲波段的范圍從100GHz到10THz。在這些頻率下，電磁波具有一些非常獨特的特性：

1、這種波段可穿透塑料、陶瓷、木材和織物等非極性材料;

2、這種波段可被水分高度吸收;

3、使用到的能量非常低，并且這種波段是非電離的。

太赫茲相機是所有研發(fā)太赫茲波領(lǐng)域的實驗室和研發(fā)機構(gòu)必不可少的工具?？商剿魈掌澰诟鞣N應(yīng)用中的潛力，如醫(yī)學成像、腫瘤學等。廣泛的覆蓋范圍((0.1THz to 5THz)加上無與倫比的測輻射熱傳感器靈敏度使得太赫茲相機成為一個用于太赫茲激光源的可視化/鑒定的完美工具。

太赫茲相機可以非常方便地對各種工業(yè)中使用的先進材料進行無損檢測和工業(yè)質(zhì)量控制，THz無險成像技術(shù)可以看到很多不可透視物質(zhì)材料的內(nèi)部缺陷。

我們的非接觸式THz穿透成像系統(tǒng)可以通過觀察材料，實時檢測生產(chǎn)過程中零件內(nèi)部的制造缺陷或材料缺陷。

太赫茲波能以很小的衰減穿透陶瓷、塑料、碳板、布料、脂肪等非極性物質(zhì)。因此，太赫茲波在天文學、信息通信、大氣遙感、材料物理、醫(yī)學成像、生命科學、安檢等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。而太赫茲成像技術(shù)是工業(yè)加工中檢測材料如塑料，陶瓷，復(fù)合材料，聚合物，木材，紙板和紙張，紡織和纖維，皮革等等的最有效的工具。