太赫兹基础技术发展现状

太赫兹基础技术主要研究如何产生、探测和控制太赫兹波，包括产生太赫兹波的太赫兹源、探测太赫兹波的各类探测器、传输/ 调制太赫兹的各种器件等。

（一）太赫兹源

目前太赫兹源主要有量子级联激光器、真空太赫兹器件、加速器太赫兹源等。

1. 量子级联激光器

量子级联激光器是利用Ⅲ–V族超晶格材料开发的紧凑型半导体光源，初用于产生中红外波，自2002 年起，福州太赫兹健体舱，开始应用于太赫兹频段。目前，量子级联激光器在1~5THz 范围内具有优异的性能，也是在该频段具有高输出功率的紧凑型光源，可产生功率大于1W 的激光，用于远场传输、频率梳和脉冲发射等。尽管量子级联激光器的运行需要低温冷却，但可以用低成本的斯特林冷却器实现。

2，福州太赫兹健体舱. 真空太赫兹器件

真空太赫兹器件可将储存的电能转化为加速电子束的动能，借助交互区的电磁波导或空腔将动能转换成电磁场能，主要类型包括行波管、速调管、磁控管和返波管等。由于功率密度的限制，真空太赫兹器件目前主要在0.22~1.0THz 工作，功率为1MW~10mW。未来瓦级真空太赫兹器件的发展趋势为能够克服大气衰减，穿透雾、灰尘或其他气溶胶，福州太赫兹健体舱，实现千兆移动网络通信、高分辨率雷达成像、非侵入性医疗诊断、材料表征、射电天文学研究等。

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科学研究发现太赫兹波是宇宙“能量波”的一种是宇宙生命共同的源动力

被称为《生命光波》宇宙中没有一个物体不再发射太赫兹波

日本和美国科学家研究发现

人体自身太赫兹波衰减和不足，身体就会出现衰老和生病

通过细胞理疗给人体照射太赫兹波、使人体自身太赫兹波得到提升，体温会升高，使变异和休眠的细胞得到修复和，提高人体自身，改善新陈代谢，排除湿毒，使人身心愉悦，激发人体的自愈能力。

世界太赫兹发展

2004年，美国将太赫兹评为“改变未来世界技术”之一，

2005年1月8日日本更是将太赫兹列为“国家支柱重点战略目标”，举全国之力进行研发。

2005年11月我国召开了“香山会议”，邀请国内多位在THz研究领域有影响的院士专门讨论我国THz事业的发展方向，并制定了我国THz技术的发展规划。世界各国纷纷投入到THz的研发热潮之中。

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物质的太赫兹光谱包含着丰富的分子结构信息。大部分物质晶格的振动以及分子的转动和振动能级之间的跃迁都对应于太赫兹波段范围，每一种物质在该波段透射-吸收光谱的位置、强度和形状均不相同。因此太赫兹光谱能反映分子种类和结构的细微变化，使得它们具有类似指纹一样的特点，所以太赫兹光谱也称为分子指纹谱。根据太赫兹波谱的分子指纹特性可以分析研究物质成分、微观结构及其相互作用关系。图1展示了二硝基苯甲醚(DNAN)、六硝基芪(HNS)和二硝基亚甲基-四唑(DNMT)三种粉末的太赫兹透射光谱，可以看出，三种各自都有大量的特征吸收峰，将被测物质吸收峰的峰位及强度通过与标准谱对比，很容易能够辨识出物质种类。

大健康产业发展的黄金时期

在健康中国战略稳步推进下，居民对健康的重视程度逐渐提高，居民积极预防的健康理念已深入人心，家庭健康管理意识不断提升。

人均医疗保健消费支出的增长，刺激了健康消费市场的成熟。

健康报发布的《2019国民健康洞察报告》，则显示了健康服务诉求和健康消费市场的发展趋势：九成公众购买过健康产品；线上问诊、空气净化器、营养补充剂、健身产品等健康消费近年来增长迅速；90后所的年轻人，对于健康思想的接受、健康知识的渴求和健康要求都相对较高。在健康消费市场中，保健品市场是较为重要的领域，其消费容量处于稳健攀升的状态。 太赫兹热灸磁石护腰 , 金道圣王大健康 济世康延。

太赫兹波正好处于科学技术发展相对较好的微波毫米波和红外线光学之间，虽然在电磁波频谱中占有很特殊的位置，也具有很多特殊的性质，但是很多年以来，太赫兹波的研究却是一个相对落后的“空白”。关于太赫兹波课题的篇科技论文于1890年就已经发表在期刊PhysicalReview的版首页，但是直到20世纪末，太赫兹射线的产生、检测和利用仍然面临挑战，阻碍着技术的研究和发展。因为当时，国际上研究太赫兹波发射的装置主要集中在高能物理激光、微波雷达以及太赫兹波成像与数据通讯领域，科研难度高，投入成本巨大。太赫兹坐垫, 金道圣王大健康 济世康延。福州太赫兹健体舱

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两种典型的太赫兹时域光谱技术

太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是太赫兹波技术发展较为成熟的技术。

太赫兹时域光谱系统由飞秒激光、光电导天线、时间延迟控制系统、数据采集与数理系统等组成。时间延迟包括经典的机械延迟和异步采样差频延迟。

机械延迟

经典方法是飞秒激光经过分束镜分成抽运激光和探测激光，抽运激光抽运光电导天线产生太赫兹波，探测激光通过机械时间延迟装置后入射到光电导天线用于探测太赫兹波。通过控制时间延迟装置，可以探测太赫兹脉冲的时域波形。机械延迟的方法比较常见，其缺点也很明显，系统速度慢，稳定性差。采用机械延迟技术的**企业有Batop、Toptica、 Rainbow Photonics、天津帝尔时代等。

机械延迟太赫兹时域光谱系统图

异步采样差频延迟

差频延迟太赫兹光谱系统使用两个频率稍有差异的飞秒激光抽运光电导天线，通过异步取样产生和探测太赫兹波，可以提高光谱成像系统的速度和稳定性。差频延迟的方法对两个飞秒的同步控制要求很高，可以保证快速稳定的测量结果，适用于生物医学检测的需求。 福州太赫兹健体舱

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