黑科技儀器助力進博會 太赫茲技術邁向多場景應用

近日，我國首屆國際進口博覽會(以下簡稱“進博會”)在上海國家會展中心盛大開幕，預計吸引超過15萬境內外采購商和全球企業前來“掘金”。國內外眾多普通觀眾蜂擁而入，給上海出入境單位和展館安保團隊帶來了巨大的壓力。尤其是人群中攜帶的液體、信件類物品，如果仍然采用“請喝一口”或者“打開檢查”等傳統方式檢查，勢必會大大影響進場秩序和效率。為此，進博會動用了兩款科技“神器”，高效、安全地解決了這一問題。 

太赫茲

這兩款“神器”就是上海理工大學莊松林院士團隊與上海海關聯合研發的太赫茲波譜液體檢測儀和太赫茲波譜信件檢測儀。對于液體和信件，只需用這兩款太赫茲波譜檢測儀一掃，就能在不到一秒的時間內知曉其是否存在安全隱患。事實上，這已經不是太赫茲技術第一次被應用于安防領域了。早在2014年，中國電子科技集團第38研究所就曾推出國內首臺太赫茲安檢儀。如今我國在這一領域頗有建樹，已經將其初步應用于檢查信件、識別炸藥、無損探傷等場景。那么，太赫茲技術在其他領域是否也有應用空間？它與其他科學技術之間又能有怎樣的碰撞與融合？

太赫茲時域光譜：識偽鑒真，保障質量

太赫茲時域光譜技術是近年來頗受國內外廣泛關注的一大最新電磁波譜技術。它的基本原理就是利用飛秒脈沖產生并探測時間分辨的太赫茲電場，通過傅立葉變換獲得被測物的光譜信息，從而分析和鑒定被測物的結構和物性。它目前主要應用于藥品質量監管領域，在流水線上對藥品進行光譜測量和標準對比，以便清除不合格的劣質藥品。

現在國內外已經有多家企業對這項技術進行深入研究，并開始生產商用太赫茲時域光譜儀。我國國家重大科學儀器設備開發專項“基于飛秒激光的太赫茲時域光譜儀開發”，就是致力于性能穩定、質量可靠的基于飛秒激光的太赫茲時域光譜儀。

太赫茲波成像：明察秋毫，看透真相

太赫茲波成像技術也是通過太赫茲射線照射被測物來獲取被測物信息的。只不過它還多了最后一步，那就是成像。相比于人們最為熟知和常用的X射線，太赫茲波的光子能量很低，約為X射線的十分之一，不會對活體生物組織造成電離損傷。當太赫茲波向人體照射時，光波只會停留在皮膚表面，而不會直接穿透入內部，這就保證了太赫茲波成像技術的安全性。

此外，太赫茲波在性能方面也不會輸給X射線，它可以穿透衣物、塑料、陶瓷、土壤等物質，成像結果更加清晰。比如說，X射線成像儀無法識別具體爆炸物，但太赫茲波成像技術卻可以輕松做到，這就是后者的優勢所在。

太赫茲雷達：火眼金睛，反制隱形

隱形，一直是很多科幻小說熱衷于描寫的超能力，而現實生活中確實存在能夠“隱形”的飛機。當然，隱形飛機的“隱形”并不是肉眼看不見，而是不讓雷達偵察到它的存在。不過萬物皆有天敵，隱形飛機也不例外。比如，太赫茲雷達就是一項能夠反制隱形的“黑科技”。它以很短的波長、豐富的頻率超越現有的隱形技術，透過吸波材料識別到隱形飛機的存在。

除此之外，太赫茲雷達強大的穿透力還可以探測地面下一定深度的地雷，為軍事作戰提供高質量的信息情報。目前，我國在太赫茲雷達領域已初具成果，去年成功測試的超高頻率太赫茲雷達樣機還得到了外媒的關注。相信未來，太赫茲雷達技術將會有更廣闊的應用前景，我國在這一領域也將進入世界前列。

自2004年首次被美國提出并譽為“改變未來世界的十大技術”之一，太赫茲技術就逐漸被科學界所熟知。不少專家認為，它能夠顛覆未來絕大多數行業，在人們的生產生活中有著廣泛而深入的應用。至少從目前來看，它已經為安防、天文、通信、醫學、軍事、交通等領域帶來了深遠的影響。雖然現在微波、激光等現有技術的成本和效率還占有絕對優勢，但在未來十到二十年間，太赫茲技術必將憑借高分辨率、強穿透力和強抗干擾能力等獨特優點成為人類世界當中的核心技術。對于我國而言，未來十到二十年也將是與其他國家比拼太赫茲技術的關鍵時期，應當抓緊時間加快太赫茲技術的研究，爭取在世界范圍內不落于人后。