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太赫輻射

二月 13, 2023

  「兆赫辐射」重定向至此。關於频率单位，請見「兆赫兹」。如此重定向是由于国际单位制词头中，台湾称“T”为“兆”

太赫辐射，又稱THz波或太赫茲，包含了频率为0.3到3 THz的电磁波。此頻段屬远红外光，高於微波波段的頻率，[1]对应的波长范围从1mm到0.1mm（或100μm），所以也叫作「亞毫米波段」。

太赫兹波是介于微波波段的终点与红外线波段的起点之间.
太赫兹辐射被大气层强烈的吸收，限制了通信距离。这个图包含了太赫兹频谱的低频部分，从0.3到1 THz。Shown is the zenith atmospheric transmission of electromagnetic radiation from space to the summit of Mauna Kea, assuming a precipitable water vapor level of 0.001 mm (simulated). The downward spikes in the graph correspond to strong absorption lines due to various absorbances of different atmospheric molecules
这个图补充上图，显示大气层传输太赫兹频谱的高频部分，从1到3 THz。Shown is the zenith atmospheric attenuation of the electromagnetic spectrum from space to the summit of Mauna Kea, assuming a precipitable water vapor level of 0.001 mm (simulated). The decreasing transmission with increasing frequency, indicates greater absorption

目前，国际上对太赫兹辐射已达成如下共识，即太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源；太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。它之所以能够引起人们广泛的关注、有如此之多的应用，首先是因为物质的太赫兹光谱（包括透射谱和反射谱）包含着非常丰富的物理和化学信息，所以研究物质在该波段的光谱对于物质结构的探索具有重要意义；其次是因为太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质。[2]

简介

THz波（太赫兹波）或称为THz射线（太赫兹射线）是从上个世纪80年代中后期，才被正式命名的，在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03到3mm范围，介于微波与红外之间。实际上，早在一百年前，就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到这一波段，红外光谱到达9um（0.009mm）和20um（0.02mm），之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间，远红外技术取得了许多成果，并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少，主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制，因此这一波段也被称为THz间隙。随着80年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术，THz技术得以迅速发展，并在实际范围内掀起一股THz研究热潮。

产生源

自然产生源

太赫兹辐射是任意温度高于约10K的物体的黑体辐射的一部分。

人工产生源

在2012年，几种太赫兹辐射的产生源有:

研究

無線數據通訊紀錄

在2012年5月，日本東京工業大學的研究團隊使用T-射線的無線數據傳輸創下新的紀錄，發表在Electronics Letters（英语：Electronics Letters）[7]，並建議在未來以此做為數據傳輸的頻率。該團隊的概念驗證裝置使用諧振穿隧二極體（RTD），其電壓下降時的電流增加造成二極體“共振”，並產生THz波段的波。使用該RTD，研究人員發送出542 GHz的訊號，得到的數據傳輸速率是每秒3 Gigabits。該展示速度比當時主流的Wi-Fi 802.11n標準快20倍，比之前11月份的數據傳輸設置的紀錄快一倍[8]。THz Wi-Fi可能僅能在大約10米（33英尺）範圍內工作，但「理論上」數據傳輸速度可以高達100 Gbit/s。[9]

安全

参见

引用和注释

  1. ^ DanielBaroletabFrançoisChristiaenscMichael R.Hamblinde. . [2022-01-08]. （原始内容存档于2022-02-28）. 
  2. ^ 强烈太赫兹辐射 （页面存档备份，存于互联网档案馆），亚太日报，2013年12月18日
  3. ^ Köhler, Rüdeger; Alessandro Tredicucci, Fabio Beltram, Harvey E. Beere, Edmund H. Linfield, A. Giles Davies, David A. Ritchie, Rita C. Iotti, Fausto Rossi. Terahertz semiconductor-heterostructure laser. Nature. 2002-05-09, 417: 156–159 [2011-10-26]. Bibcode:2002Natur.417..156K. ISSN 0028-0836. PMID 12000955. doi:10.1038/417156a. 
  4. ^ Scalari, G.; C. Walther, M. Fischer, R. Terazzi, H. Beere, D. Ritchie, J. Faist. THz and sub-THz quantum cascade lasers. Laser & Photonics Review. 2009-02-24, 3: 45–66 [2011-10-27]. ISSN 1863-8880. doi:10.1002/lpor.200810030. 
  5. ^ Lee, Alan W. M.; Qi Qin, Sushil Kumar, Benjamin S. Williams, Qing Hu, John L. Reno. Real-time terahertz imaging over a standoff distance（>25 meters）. Appl. Phys. Lett. 2006, 89 (14): 141125. Bibcode:2006ApPhL..89n1125L. ISSN 0003-6951. doi:10.1063/1.2360210. 
  6. ^ Fathololoumi, S.; E. Dupont, C.W.I. Chan, Z.R. Wasilewski, S.R. Laframboise, D. Ban, A. Matyas, C. Jirauschek, Q. Hu, H. C. Liu. Terahertz quantum cascade lasers operating up to ~200 K with optimized oscillator strength and improved injection tunneling. Optics Express. 2012-02-13, 20 (4): 3866–3876 [2012-03-21]. Bibcode:2012OExpr..20.3866F. doi:10.1364/OE.20.003866.  [失效連結]
  7. ^ K. Ishigaki, M. Shiraishi, S. Suzuki, M. Asada, N. Nishiyama, and S. Arai. Direct intensity modulation and wireless data transmission characteristics of terahertz-oscillating resonant tunneling diodes. Electronics Letters. 10 May 2012, 48 (10): 582–3. doi:10.1049/el.2012.0849. 
  8. ^ Chacksfield, Marc. Scientists show off the future of Wi-Fi – smash through 3Gbps barrier. Tech Radar. 16 May 2012 [16 May 2012]. （原始内容于2012-11-25）. 
  9. ^ Milestone for Wi-Fi with 'T-rays'. BBC News. 16 May 2012 [16 May 2012]. （原始内容于2012-10-17）. 

延伸阅读

  • Quasioptical Systems: Gaussian Beam Quasioptical Propagation and Applications, Paul F. Goldsmith, IEEE Press（1997）
  • Sensing with Terahertz Radiation, ed. Daniel Mittleman, Springer（2002）
  • Terahertz Spectroscopy: Principles and Applications, ed. Susan L. Dexheimer, CRC Press（2007）
  • Principles of Terahertz Science and Technology, Yun-Shik Lee, Springer（2008）
  • Introduction to THz Wave Photonics, Xi-Cheng Zhang and Jingzhou Xu, Springer（2009）
  • Terahertz Technology: Fundamentals and Applications, Ali Rostami, Hassan Rasooli and Hamed Baghban, Springer（2011）

外部链接

  • by Eric Mueller
  • Terahertz profile on Google Scholar（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • 太赫兹科学技术及其应用的新发展[永久失效連結] by 刘盛纲,钟任斌 《电子科技大学学报》

二月 13, 2023
太赫輻射, 兆赫辐射, 重定向至此, 關於频率单位, 請見, 兆赫兹, 如此重定向是由于国际单位制词头中, 台湾称, 太赫辐射, 又稱thz波或太赫茲, 包含了频率为0, 3到3, thz的电磁波, 此頻段屬远红外光, 高於微波波段的頻率, 对应的波长范围从1mm到0, 或100μm, 所以也叫作, 亞毫米波段, 太赫兹波是介于微波波段的终点与红外线波段的起点之间, 太赫兹辐射被大气层强烈的吸收, 限制了通信距离, 这个图包含了太赫兹频谱的低频部分, 从0, 3到1, shown, zenith, atmosphe. 兆赫辐射 重定向至此 關於频率单位 請見 兆赫兹 如此重定向是由于国际单位制词头中 台湾称 T 为 兆 太赫辐射 又稱THz波或太赫茲 包含了频率为0 3到3 THz的电磁波 此頻段屬远红外光 高於微波波段的頻率 1 对应的波长范围从1mm到0 1mm 或100mm 所以也叫作 亞毫米波段 太赫兹波是介于微波波段的终点与红外线波段的起点之间 太赫兹辐射被大气层强烈的吸收 限制了通信距离 这个图包含了太赫兹频谱的低频部分 从0 3到1 THz Shown is the zenith atmospheric transmission of electromagnetic radiation from space to the summit of Mauna Kea assuming a precipitable water vapor level of 0 001 mm simulated The downward spikes in the graph correspond to strong absorption lines due to various absorbances of different atmospheric molecules 这个图补充上图 显示大气层传输太赫兹频谱的高频部分 从1到3 THz Shown is the zenith atmospheric attenuation of the electromagnetic spectrum from space to the summit of Mauna Kea assuming a precipitable water vapor level of 0 001 mm simulated The decreasing transmission with increasing frequency indicates greater absorption 目前 国际上对太赫兹辐射已达成如下共识 即太赫兹是一种新的 有很多独特优点的辐射源 太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域 给技术创新 国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇 它之所以能够引起人们广泛的关注 有如此之多的应用 首先是因为物质的太赫兹光谱 包括透射谱和反射谱 包含着非常丰富的物理和化学信息 所以研究物质在该波段的光谱对于物质结构的探索具有重要意义 其次是因为太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质 2 目录 1 简介 2 产生源 2 1 自然产生源 2 2 人工产生源 3 研究 4 無線數據通訊紀錄 5 安全 6 参见 7 引用和注释 8 延伸阅读 9 外部链接简介 编辑THz波 太赫兹波 或称为THz射线 太赫兹射线 是从上个世纪80年代中后期 才被正式命名的 在此以前科学家们将统称为远红外射线 太赫兹波是指频率在0 1THz到10THz范围的电磁波 波长大概在0 03到3mm范围 介于微波与红外之间 实际上 早在一百年前 就有科学工作者涉及过这一波段 在1896年和1897年 Rubens和Nichols就涉及到这一波段 红外光谱到达9um 0 009mm 和20um 0 02mm 之后又有到达50um的记载 之后的近百年时间 远红外技术取得了许多成果 并且已经产业化 但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少 主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制 因此这一波段也被称为THz间隙 随着80年代一系列新技术 新材料的发展 特别是超快技术的发展 使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术 THz技术得以迅速发展 并在实际范围内掀起一股THz研究热潮 产生源 编辑自然产生源 编辑 太赫兹辐射是任意温度高于约10K的物体的黑体辐射的一部分 人工产生源 编辑 在2012年 几种太赫兹辐射的产生源有 迴旋管 gyrotron 反向波振荡器 英语 backward wave oscillator backward wave oscillator BWO 远红外激光 英语 far infrared laser far infrared laser FIR laser 肖特基二极管 Schottky diode 量子级联激光器 3 4 5 6 自由电子激光 FEL 同步辐射光源 photomixing 英语 photomixing sources研究 编辑医学成像 安全检查 科学使用和成像 通信 制造 太赫兹无损检测無線數據通訊紀錄 编辑在2012年5月 日本東京工業大學的研究團隊使用T 射線的無線數據傳輸創下新的紀錄 發表在Electronics Letters 英语 Electronics Letters 7 並建議在未來以此做為數據傳輸的頻率 該團隊的概念驗證裝置使用諧振穿隧二極體 RTD 其電壓下降時的電流增加造成二極體 共振 並產生THz波段的波 使用該RTD 研究人員發送出542 GHz的訊號 得到的數據傳輸速率是每秒3 Gigabits 該展示速度比當時主流的Wi Fi 802 11n標準快20倍 比之前11月份的數據傳輸設置的紀錄快一倍 8 THz Wi Fi可能僅能在大約10米 33英尺 範圍內工作 但 理論上 數據傳輸速度可以高達100 Gbit s 9 安全 编辑参见 编辑人體掃瞄安檢儀 异质结双极性晶体管 HBT 高电子迁移率晶体管 HEMT 引用和注释 编辑 DanielBaroletabFrancoisChristiaenscMichael R Hamblinde Infrared and skin Friend or foe 2022 01 08 原始内容存档于2022 02 28 强烈太赫兹辐射 页面存档备份 存于互联网档案馆 亚太日报 2013年12月18日 Kohler Rudeger Alessandro Tredicucci Fabio Beltram Harvey E Beere Edmund H Linfield A Giles Davies David A Ritchie Rita C Iotti Fausto Rossi Terahertz semiconductor heterostructure laser Nature 2002 05 09 417 156 159 2011 10 26 Bibcode 2002Natur 417 156K ISSN 0028 0836 PMID 12000955 doi 10 1038 417156a 引文使用过时参数coauthors 帮助 Scalari G C Walther M Fischer R Terazzi H Beere D Ritchie J Faist THz and sub THz quantum cascade lasers Laser amp Photonics Review 2009 02 24 3 45 66 2011 10 27 ISSN 1863 8880 doi 10 1002 lpor 200810030 引文使用过时参数coauthors 帮助 Lee Alan W M Qi Qin Sushil Kumar Benjamin S Williams Qing Hu John L Reno Real time terahertz imaging over a standoff distance gt 25 meters Appl Phys Lett 2006 89 14 141125 Bibcode 2006ApPhL 89n1125L ISSN 0003 6951 doi 10 1063 1 2360210 引文使用过时参数coauthors 帮助 Fathololoumi S E Dupont C W I Chan Z R Wasilewski S R Laframboise D Ban A Matyas C Jirauschek Q Hu H C Liu Terahertz quantum cascade lasers operating up to 200 K with optimized oscillator strength and improved injection tunneling Optics Express 2012 02 13 20 4 3866 3876 2012 03 21 Bibcode 2012OExpr 20 3866F doi 10 1364 OE 20 003866 引文使用过时参数coauthors 帮助 失效連結 K Ishigaki M Shiraishi S Suzuki M Asada N Nishiyama and S Arai Direct intensity modulation and wireless data transmission characteristics of terahertz oscillating resonant tunneling diodes Electronics Letters 10 May 2012 48 10 582 3 doi 10 1049 el 2012 0849 Chacksfield Marc Scientists show off the future of Wi Fi smash through 3Gbps barrier Tech Radar 16 May 2012 16 May 2012 原始内容存档于2012 11 25 Milestone for Wi Fi with T rays BBC News 16 May 2012 16 May 2012 原始内容存档于2012 10 17 延伸阅读 编辑Quasioptical Systems Gaussian Beam Quasioptical Propagation and Applications Paul F Goldsmith IEEE Press 1997 Sensing with Terahertz Radiation ed Daniel Mittleman Springer 2002 Terahertz Spectroscopy Principles and Applications ed Susan L Dexheimer CRC Press 2007 Principles of Terahertz Science and Technology Yun Shik Lee Springer 2008 Introduction to THz Wave Photonics Xi Cheng Zhang and Jingzhou Xu Springer 2009 Terahertz Technology Fundamentals and Applications Ali Rostami Hassan Rasooli and Hamed Baghban Springer 2011 外部链接 编辑Terahertz radiation applications and sources by Eric Mueller Terahertz profile on Google Scholar 页面存档备份 存于互联网档案馆 太赫兹科学技术及其应用的新发展 永久失效連結 by 刘盛纲 钟任斌 电子科技大学学报 取自 https zh wikipedia org w index php title 太赫輻射 amp oldid 74851232, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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