近日,我國首屆國際進(jìn)口博覽會(以下簡稱“進(jìn)博會”)在上海國家會展中心盛大開幕,預(yù)計(jì)吸引超過15萬境內(nèi)外采購商和全球企業(yè)前來“掘金”。國內(nèi)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(tuán)隊(duì)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(tǒng)方式檢查,勢必會大大影響進(jìn)場秩序和效率。為此,進(jìn)博會動(dòng)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(xué)莊松林院士團(tuán)隊(duì)與上海海關(guān)聯(lián)合研發(fā)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(shí)間內(nèi)知曉其是否存在安全隱患。事實(shí)上,這已經(jīng)不是太赫茲技術(shù)第一次被應(yīng)用于安防領(lǐng)域了。早在2014年,中國電子科技集團(tuán)第38研究所就曾推出國內(nèi)首臺太赫茲安檢儀。如今我國在這一領(lǐng)域頗有建樹,已經(jīng)將其初步應(yīng)用于檢查信件、識別炸藥、無損探傷等場景。那么,太赫茲技術(shù)在其他領(lǐng)域是否也有應(yīng)用空間?它與其他科學(xué)技術(shù)之間又能有怎樣的碰撞與融合?
太赫茲時(shí)域光譜:識偽鑒真,保障質(zhì)量
太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)是近年來頗受國內(nèi)外廣泛關(guān)注的一大最新電磁波譜技術(shù)。它的基本原理就是利用飛秒脈沖產(chǎn)生并探測時(shí)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(jié)構(gòu)和物性。它目前主要應(yīng)用于藥品質(zhì)量監(jiān)管領(lǐng)域,在流水線上對藥品進(jìn)行光譜測量和標(biāo)準(zhǔn)對比,以便清除不合格的劣質(zhì)藥品。
現(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)有多家企業(yè)對這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行深入研究,并開始生產(chǎn)商用太赫茲時(shí)域光譜儀。我國國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)“基于飛秒激光的太赫茲時(shí)域光譜儀開發(fā)”,就是致力于性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的基于飛秒激光的太赫茲時(shí)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(shù)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(dāng)太赫茲波向人體照射時(shí),光波只會停留在皮膚表面,而不會直接穿透入內(nèi)部,這就保證了太赫茲波成像技術(shù)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(zhì),成像結(jié)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(shù)卻可以輕松做到,這就是后者的優(yōu)勢所在。
太赫茲雷達(dá):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(xiàn)實(shí)生活中確實(shí)存在能夠“隱形”的飛機(jī)。當(dāng)然,隱形飛機(jī)的“隱形”并不是肉眼看不見,而是不讓雷達(dá)偵察到它的存在。不過萬物皆有天敵,隱形飛機(jī)也不例外。比如,太赫茲雷達(dá)就是一項(xiàng)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(xiàn)有的隱形技術(shù),透過吸波材料識別到隱形飛機(jī)的存在。
除此之外,太赫茲雷達(dá)強(qiáng)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(zhàn)提供高質(zhì)量的信息情報(bào)。目前,我國在太赫茲雷達(dá)領(lǐng)域已初具成果,去年成功測試的超高頻率太赫茲雷達(dá)樣機(jī)還得到了外媒的關(guān)注。相信未來,太赫茲雷達(dá)技術(shù)將會有更廣闊的應(yīng)用前景,我國在這一領(lǐng)域也將進(jìn)入世界前列。
自2004年首次被美國提出并譽(yù)為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一,太赫茲技術(shù)就逐漸被科學(xué)界所熟知。不少專家認(rèn)為,它能夠顛覆未來絕大多數(shù)行業(yè),在人們的生產(chǎn)生活中有著廣泛而深入的應(yīng)用。至少從目前來看,它已經(jīng)為安防、天文、通信、醫(yī)學(xué)、軍事、交通等領(lǐng)域帶來了深遠(yuǎn)的影響。雖然現(xiàn)在微波、激光等現(xiàn)有技術(shù)的成本和效率還占有絕對優(yōu)勢,但在未來十到二十年間,太赫茲技術(shù)必將憑借高分辨率、強(qiáng)穿透力和強(qiáng)抗干擾能力等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)成為人類世界當(dāng)中的核心技術(shù)。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(shù)的關(guān)鍵時(shí)期,應(yīng)當(dāng)抓緊時(shí)間加快太赫茲技術(shù)的研究,爭取在世界范圍內(nèi)不落于人后。