太赫兹光谱成像技术在安全方面的应用.doc

摘　 要
本文主要介绍了太赫兹光谱成像技术在安全方面的应用,其中包括太赫兹技术的简介,太赫兹成像的原理。并且简要的说明了太赫兹技术在我国的发展。用于太赫兹研究的其他材料。主要介绍的是太赫兹光谱成像在爆炸物检测、毒品稽查、安检、医学方面的应用。其主要的根据是太赫兹射线的脉宽特性、光子能量低、吸收小等特点。最后本文说了一些自己对与太赫兹技术的看法.
关键词：太赫兹 光谱与成像　 安全领域 脉宽　　能量　 吸收
Abstｒact
This ｐaper mainｌy　introdｕｃｅｓ the ｔerａherｔz specｔroscoｐic iｍagiｎg tｅｃhnoｌｏgｙ’s ａpｐlicatiｏns ｉn　security. Incluｄinｇ tｅraｈｅrtｚ tecｈnology　 tｈe tｈeｏry of T-Rａｙ’ｓ ｉｍaging．Aｎｄ maｋe a brief descrｉpｔion of tｅrahｅｒtｚ tｅchｎology　ｄevelopmｅnt　in Cｈinａ. Oｔher ｍａtｅrial of T-　ｍａin intｒodｕctiｏn is Teraｈeｒtｚ　spｅｃtｒｏsｃopic imagｉng’s　applicaｔions　in expｌosｉveｓ， check　up drugs， seｃｕrity， medical. Iｔs main base　ｏn ｉt’s chａracteristic　such as　T－Ray’s Pｕlｓe width,　Lｏw　phoｔon ｅｎergy,litｔｌe ａｂsorｐtｉｏn。Aftｅr　all I ｗould tell few of my viｅｗ　poinｔ　to T—Rａｙ.
Key ｗoｒds： Ｔ-Ｒay， Ｓpeｃtrosｃopy anｄ ｉｍaｇinｇ， Sｅcｕritｙ　dｏｍａin， Pulse ｗiｄth,　　Enｅrgy， 　Abｓoｒptioｎ
　第一章 基本原理
1．1太赫兹的简介
THz波（太赫兹波）或称为ＴHz射线（太赫兹射线)就是大家所熟知的远红外射线。当然远红外线并不足以说明。太赫兹波是指频率在0．1THz到10ＴＨｚ范围的电磁波,，介于微波与红外之间.（图1—1)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(）,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。
　 　　 　 图１-1
太赫兹的基本特点：
①是ＴHz 脉冲的典型脉宽在皮秒量级，不但可以方便地进行时间分辩的研究，而且通过取样测量技术,,脉冲ＴHz 辐射通常只有较低的THz　射线平均功率，但是由于THｚ 脉冲有很高的峰值功率,并且采用相干探测技术获得的是ＴHz 脉冲的实时功率而不是平均功率，因此有很高的信噪比。目前，在时域光谱系统中的信噪比可达10５或更高。
②THｚ 脉冲源通常只包含若干个周期的电磁振荡，单个脉冲的频带可以覆盖从GHz　直至几十THz 的范围，许多生物大分子的振动和转动能级，电介质、半导体材料、超导材料、薄膜材料等的声子振动能级落在ＴHz 时域光谱技术作为探测材料在THz 波段信息的一种有效的手段，非常适合于测量材料吸收光谱，可用于进行定性鉴别的工作。
③太赫兹光子的能量低，只有几毫电子伏特，因此不容易破坏被检测物质。，使用太赫兹射线不会对患者造成身体的损伤。
④许多的非金属非极性材料对TＨz 射线的吸收较小，因此结合相应的技术，使得探测材料内部信息成为可能。例如，陶瓷,硬纸板，塑料制品,泡沫等对TＨz 。
鉴于THz射线的特点，必将给通信、雷达、天文、医学成像、生物化学物品鉴定、材料学、安全检查等领域带来深