太赫兹成像技术在肿瘤诊断方面应用
太赫兹成像技术在肿瘤诊断方面应用太赫兹波(teraliertz wave)通常是指频率为0. 1一10. 0TH的电磁波。该波段介于微波和红外线之间，因此低频太赫兹波也称作亚毫米波，而高频部分则称作远红外线。太赫兹波具有微波和红外线的优点，实现了二者功能的互补。首先，太赫兹波信号具有良好的时间分辨率，但同时与微波相比还具有很好的空间分辨率，很多生物大分子的振动和转动能级都位于该波段，因此太赫兹波具有在生物医学领域应用的基础。其次，太赫兹波具有定的穿透性，能穿透陶瓷和塑料等物质，因此能够探测定深度的生物组织信息。最为重要的是，太赫兹波的光子能量极小会像x射线样产生电离效应，小会对生物组织和机体造成破坏。太赫兹波的这些特点使其在生物医学领域的应用逐渐得到重视，并取得了定的进展。
在众多生物医学领域的研究中，肿瘤的诊断治疗无疑是研究的重点之。2011年《CA：临床医师癌症杂志》两次更新了全球及美国癌症统计数据:癌症患者人数明显上升，癌症己成为发达国家的首位死亡原囚，发展中国家的第2位死亡原囚。癌症的早期诊断及早期治疗是提高肿瘤治愈率和降低肿瘤患者死亡率的关键所在。尽管影像学检查是肿瘤早期诊断的重要手段之一，但病理学检查H.以来是肿瘤诊断的金标准，该方法在定程度上受病理医生诊断经验的影}}向，并有定的创伤性，小能作为肿瘤筛查或者常规检查项目。囚此，寻找相对安全、便捷、特异度和敏感度均佳的肿瘤诊断方法，H.是肿瘤预防、诊断和治疗领域的难题。
本文总结了太赫兹成像技术在肿瘤检测领域的诸多进展，以期提供个新的视角和方向，对临床肿瘤检测方法进行有益的探索。
1 太赫兹光谱成像的原理
根据太赫兹源的不同，太赫兹系统分为连续波形和脉冲波形。连续波使用的是固定频率，需要的太赫兹波能量相对较大，对太赫兹源和探测都有定的要求。脉冲波形系统频碧范围较宽，较容易实现，应用也较为广泛，其中太赫兹时域光谱技术(teraliertz time-domain spectroscopy,Thz-TDS)是发展最早、应用较为成熟的技术。连续型和脉冲型波的探测原理基本相同，即己知波形的太赫兹波透过样品或从样品反射后包含了样品复介电常数的空间分布，采集并处理透射或反射过来的太赫兹波的强度和相位信息，就能得到样品的空间分布和组成特性，再进一步进步通过数字处理就叫得到图像。
根据样品探测方式不同，太赫兹系统分为透射式和反射式两种。图 1 所示为透射式系统，反射式系统结构与此类似，只是其探测的是从样品反射的信号。两种系统的工作原理相同，即山锁模飞秒激光器发射的激光脉冲被分束器分成两束:束为抽运光，用来激发发射元件而产生太赫兹波;另束为探测光，用来探测太赫兹脉冲的电场振幅。延迟线(delay line)的作用在于保持两束光的光程差相等，而斩波器(chopper)和锁相放大器(lock-in amplifier)的作用是消除环境噪声对信号进行放大。控制装置控制整个系统的机械运行，最终将采集的数据传至计算机(computer)。实验得到的数据分为时域和频域两种形式，相应地对应时域成像和频域成像。反射式检测相对耗时少，操
作方便，同时山于太赫兹光谱在1 THz以上，叫以实现更高分辨率的成像，囚此在医学临床应用和快速检测方而更具有潜力。
太赫兹光谱成像技术的优势体现在其具有指纹识别的特点，主要应用在毒品、危险品及生物大分子等的检测方而川。许多分子之间弱的相匀作用力、生物分子的骨架振动以及品体中品格的低频振动吸收止好位于太赫兹波频段范围，而I I_太赫兹波对探测物质结构存在的微小差异和变化非常敏感，即特异性较强。汪帆等困总结了太赫兹在生物大分子研究中的应用，运用该技术叫以研究蛋自质、糖类和核酸等的结构和动力学特性。太赫兹波应用于癌变成像的特异性应体现在数据分析中，即分析小同癌变组织叫能具有小同的生物大分子结构，这也是口前研究者止在努力探寻的方向。虽然现有技术的敏感度还小能达到显微镜水平(20一200微米),但随着该技术均理论和实验日渐成熟，相信其检测的特异度和敏感度都会有所提高。
太赫兹成像技术用于肿瘤检测的医学依据，方而也是基于肿瘤细胞新陈代谢田盛，核酸等大分子的含量较止常组织多。Li等fu7通过分子动力学模开」证实了nNA双链中存在着大量的活跃低频声子模式。囚此，太赫兹波对肿瘤组织中nNA的频繁结构变化非常敏感，这也是太赫兹波用于检测肿瘤具有特异性的原囚之。另方而，细胞癌变的病囚在于细胞的异常增殖，该过程需要物质基础，囚此细胞中细胞器含量增加，山此带来的细胞中水含量和
水状态的变化能被太赫兹波敏感地捕捉到。
2太赫兹成像技术在肿瘤研究领域的应用
2.1皮肤基底细胞癌(basal cell carcinoma BCC)
BCC是皮肤癌最常见的类刑之，多见于头皮和而部等部位。囚为BCC位置表浅，叫以避开太赫兹波传播的景深限制，所以是太赫兹成像技术应用较早的领域之。2002年，Woodward等cc }}首次报道了太赫兹脉冲成像技术在皮肤及相关癌症检测中的应用，研究结果显示山于太赫兹波对极性分子如水分子等敏感，囚此通过该技术研究皮肤中的水化程度，以及术前精确检测肿瘤边缘，叫以很好地}x_分肿瘤、炎性反应以及止常组织。这研究成果小仅为太赫兹波医学检测首开先河，同时也为以后的研究奠定了基石出。
为I史好地从理论上解释所得}iJ IYJ i线和ICI像，2004年Wallace等叫又做了进步的验证实验，口的之是验证太赫兹成像技术对肿瘤组织和止常组织的Ix_别能力，口的之二是探索该方法能否简化术前对肿瘤边缘的鉴定工作。研究者对18个体外和5个活体BCC 样本进行了成像实验，结果表明肿瘤组织和健康组织反射出的太赫兹波特性小同，肿瘤组织的脉宽较宽，而I I_太赫兹波成像中的肿瘤
Ix_域与病理诊断的结果吻介性较好。
相对于脉冲式太赫兹成像系统，连续式太赫兹成像系统操作简单，成本较低。2011年Josepli等Uo7探讨了连续刑透射式太赫兹波用于皮肤BCC检测的叫行性。在实验中，所使用的频率为 1. 39和1. 63 THz，采用新鲜的肿瘤组织，并在24 li内完成实验。实验中，将样本置于pH平衡的0. 9%氯化钠溶液中以防比组织脱水，成像分辨率在1. 4 THz时为0. 39 uuu，在1. 6 THz时为0. 49
全球分子诊断市场发展方向和趋势
全球分子诊断市场发展方向和趋势--何蕴韶 标签: 何蕴韶分子趋势全球诊断2009-11-27 15:32 全球分子诊断市场发展方向和趋势--何蕴韶 一、概论 从上个世纪70年代开始，随人类基因组计划的发展而出现各种新的生物技术，这些生物技术在临床的广泛应用，推动并在发达国家催熟了一个新兴的临床诊断市场——分子诊断市场。广义的分子诊断包括临床生化和核酸检测，目前主要指应用各种生物技术检测组织个体内DNA或者RNA，用来诊断疾病，监测治疗或者判断预后。人类基因大约有3万个基因，理论上以单个基因为基础的治疗将需要一个匹配的诊断测试，按照大约5％有诊断意义，则有1500个基因为基础的检测可以商业化。 在实际临床应用中，分子诊断产业主要由传染病检测和血液筛查推动并逐步发展起来的，但药物基因组学，预后诊断和分子肿瘤诊断将在近几年并在未来十年显示强劲的市场发展趋势。在欧美等西方发达国家，经过近20年的发展，分子诊断市场是体外诊断市场发展速度最快的市场，从各大生物新闻网站不断对生物公司推出新产品的报道中，我们也可以看出这是一个蓬勃兴盛的市场，也是一个以技术为原动力的市场，是一个具有巨大市场研发潜力的领域。按照分子诊断技术目前实际的应用程度和市场的接受程度，可以主要分为四个主要部分：感染性疾病（包括血液筛查）、遗传病检测（包括染色体病检测）、肿瘤学、药物基因组学。
相对于成熟的临床实验室检测如血液学和微生物学检测领域的低增长或者不增长，分子诊断市场的特征在于空前的增长速度。分子诊断技术将驱动诊断产业的市场容量和应用范围的急剧增长，平均每年增加的收入将超过30％，某些分子诊断领域的增长将超过80％。在某些领域如药物基因组检测，疾病风险诊断和肿瘤分子诊断应用市场，在未来几年中将会更迅猛增长，但目前而言，至少在未来3－5年内，特别是在某些新兴的市场发展大国如中国，其真实的市场机会，主要存在于核酸检测市场的两个主要方面：临床诊断和血库筛查。分子诊断的消费者是独立的个体终端用户，研究机构或者医院实验室，临床独立检测实验室和内科实验室，包括血筛在内的感染性疾病，迄今为止是终端用户的最大部分，占整个市场的90％。今天几乎所有的分子诊断测试都是基于PCR技术， RNA聚合（NASBA，TMA），连接反应（ABI，Abbott），和DNA修复（invader）等技术，而基因芯片等其他技术正在不断成熟并在大型诊断公司的强力推动下不断占据市场份额。定量PCR是应用最广泛的分子诊断技术，据估计其市场份额高达15亿美金。 2005国外商业咨询公司预测有12种检测项目，在体外诊断市场将保持高速增长，分别为肝炎检测；心脏标记物；细胞遗传学检测；不孕检测；基因组检测；糖化血红蛋白检测；肿瘤检测；HPV；生物芯片的临床应用；细胞成像；艾滋病；传染性疾病。大部分为分子诊断领域或者同分子诊断相关，包括大型的独立商业参考实验室如Quest和LabCorp在内的各种老牌和新兴的分子诊断产品开发和应用公司，正在为立足于分子诊断市场并保持步伐而投入巨大的资金用于研发各种技术平台和相关产品。 总体而言，目前全球的分子诊断市场大背景可以概括如下：
信息技术发展展望
信息技术发展展望 [设计意图] 1、信息技术迅速发展和不断更新，引发了社会各个领域的深刻变革，信息文化成了大众参 与和关注的社会要素，信息素养成了衡量每个人综合素质的重要部分。 2、对应课标（四）信息技术与社会（1）探讨 ．．信息技术对社会发展、科技进步以及个人生 活与学习的影响。提升 ．．对信息技术影响及其价值的认识，注意知识的迁移应用 [内容分析] 教学目标分析： 了解信息技术，感受由于信息技术的发展应用从而引发自己身边的变化和影响，同时通过寻本溯源了解信息技术的过去、现在与未来，激发对信息社会生活的关注与向往。 教材内容分析： 1．信息技术的发展历程，主要讨论信息技术发展的五个阶段及各阶段的重要标志；2．针对信息技术的三大方面的发展，分别举例说明； 3．信息技术的发展展望，举例说明； 学生情况分析： 1．高一新生，对信息技术有一定的了解； 2．具备了一定计算机操作能力，会上网； 教学资源分析： 1．教师自制的课件，课程网站； 2．提供必要的网络资源。 3． [策略设计] 1．教学方法设计
问题导入，教师启发 自主探究，分组讨论 2．关于教-学流程和教-学活动的设计思路 信息技术是发展的，信息技术的发展历程； 提问：信息技术的发展过程中有哪些重大发明？（启发学生回忆） 信息技术发展的三个主要方面： ●信息技术的采集技术不断发展 ●信息技术的传递技术不断发展 ●信息技术的处理技术不断发展 （分组网络探究，学生知识的迁移） 计算机技术的发展： 从微电子技术的发展，从应用规模上的发展，引导学生回忆探讨计算机的发展； 信息技术展望： ●虚拟现实技术 ●信息技术的发展带来的问题 思考并选择写设计主题报告，让学生从已知知识进行创新认知。 3、教师应用信息技术的情况和学生上机操作安排等
太赫兹技术及其应用概述
太赫兹技术及其应用概述 来源：互联网 太赫兹技术（T-RAY）是指利用太赫兹波的技术,所谓的太赫兹科学，就是研究电滋波中的某一段，但这段电滋波能“看透”许多东西。100多年前，在红外天文学上人们曾提到太赫兹，但在科研和民用方面很少有人触及。在微波、可见光、红外等技术被广泛应用的情况下，太赫兹发展滞后的主要原因在于缺少探测器和发射源，直到近10几年，随着科研手段的提高，人们在这一领域的研究才有了较大发展。目前人类对太赫兹的研究已发展成为一个新的领域，研究太赫兹的单位也从20年前的3个发展到全世界的200多个。 太赫兹波指的是频率在0.1THz~10.0THz范围的电磁波。它具有很多优异的性质，被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一。太赫兹波谱学、太赫兹成像和太赫兹通信是当前研究的三大方向。在安全检查、无损探测、天体物理、生物、医学、大气物理、环境生态以及军事科学等诸多科学领域有着重要的应用。具有极高截止频率的肖特基二极管能够在室温下实现太赫兹波的混频、探测和倍频，是太赫兹核心技术之一；此外，在低损耗的衬底上实现太赫兹电路是太赫兹技术得以实现的基础。 太赫兹波是频率范围在0.1T至10THz(波长在3mm至30um)的电磁频谱，它介于毫米波与远红外光之间，是至今人类尚未充分认知和利用的频谱资源，有望对通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、安全检查等领域带来深刻变革。 太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高，所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时，由于太赫兹能量很小，不会对物质产生破坏作用，所以与X射线相比更具有优势。另外，由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段，因此太赫兹在粮食选种，优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中，其广袤的科学前景为世界所公认。 经过近十几年来的研究，国际科技界公认，THz科学技术是一个非常重要的交叉前沿领域。由于THz的频率很高（波长比微波小1000陪以上），所以其空间分辨率很高。又由于
【2019年整理】太赫兹技术发展展望
太赫兹技术发展展望 1 太赫兹波简介 1.1 太赫兹波发现 按传统的分类形式，电磁波分成无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线等。随着对电磁波的深入研究，人们发现在电磁波谱中还有一个很特 殊的位置，如图 1.1所示。 这就是太赫兹波即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。 1.2 太赫兹波的特点 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。 （1）量子能量和黑体温度很低： Wave number Wavelength Frequency Energy Blackbody Temp. 1cm-110mm30GHz120μeV 1.5K 10cm-11mm300GHz 1.2meV15K 33cm-1300μm1THz 4.1meV48K 100cm-1100μm3THz12meV140K 200cm-150μm6THz25meV290K 670cm-115μm20THz83meV960K （2）许多生物大分子，如有机分子的振动和旋转频率都在THz波段，所以在THz波段表现出很强的吸收和谐振。 （3）THz辐射能以很小的衰减穿透物质如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等，因此可用其探测低浓度极化气体，适用于控制污染。THz辐射可无损穿透墙壁、布料，使得其能在某些特殊领域发挥作用。 （4）THz的时域频谱信噪比很高，这使得THz非常适用于成像应用 （5）带宽很宽（0.1—10T）Hz。 （6）很短的THz脉冲却有着非常宽的带宽和不同寻常的特点。 在我国未来的太空研究和探月计划中, THz波也可以提供包括星球表面特性和极区辐射特性的诸多重要信息。综上所述, THz科学不仅是科学技术发展中的重要基础问题,又是国家新一代信息产业、国家安全以及基础科学发展的重 大需求,对国民经济以及国防建设具有重大的意义。与此相适应,世界各国都对THz波的研究给予极大的关注,并部署了多个重大的国家级以及国际合作研究 计划,取得了一些突破性的成果,有些已具有实用价值。另一方面,国内在THz 研究的理论和实验方面也取得了一些重要成果,在国际上产生了一定的影响,为我国THz技术的研究和发展打下了扎实的基础。
射电天文及太赫兹技术的应用与发展
射电天文及太赫兹技术的应用与发展 目录： 1. 射电天文学的介绍； 2. 太赫兹波段的特点； 3. 太赫兹科学技术与应用发展； 4. 高度灵敏探测技术和超导技术的发展； 5. SMA及ALMA计划，后端频谱处理技术，南极天文台太赫兹望远镜计划介绍。 摘要：射电天文学理论认为由于地球大气的阻拦，从天体来的无线电波只有波长约1毫米到30米左右的才能到达地面，绝大部分的射电天文研究都是在这个波段内进行的。射电天文学以无线电接收技术为观测手段，观测的对象遍及所有天体：从近处的太阳系天体到银河系中的各种对象，直到极其遥远的银河系以外的目标。在宇宙中，大量的物质在发出THz电磁波。炭（C）、水（H2O）、一氧化碳（CO）、氮 （N2）、氧（O2）等大量的分子可以在THz频段进行探测。而这些物质在应用THz 技术以前一部分根本无法探测而另一部分只能在海拔很高或者月球表面才可以探测到。 关键词：射电天文太赫兹超导 正文： 一：射电天文： 对于研究射电天体来说，测到它的无线电波只是一个最基本的要求。人们还可以应用颇为简单的原理，制造出射电频谱仪和射电偏振计，用以测量天体的射电频谱和偏振。研究射电天体的进一步的要求是精测它的位置和描绘它的图像。一般说来，只有把射电天体的位置测准到几角秒，才能够较好地在光学照片上认出它所对应的天体，从而深入了解它的性质。为此，就必须把射电望远镜造得很大，比如说，大到好几公里。这必然会带来机械制造上很大的困难。因此，人们曾认为射电天文在测位和成像上难以与光学天文相比。可是，五十年代以后，射电望远镜的发展，特别是射电干涉仪（由两面射电望远镜放在一定距离上组成的系统）的发展，使测量射电天体位置的精度稳步提高。五十年代到六十年代前期，在英国剑桥，利用许多具射电干涉仪构成了“综合孔径”，系统，并且用这种系统首次有效地描绘了天体的精细射电图像。接着，荷兰、美国、澳大利亚等国也相继发展了这种设备。到七十年代后期，工作在短厘米波段的综合孔径系统所取得的天体射电图像细节精度已达2″，可与地面上的光学望远镜拍摄的照片媲美。射电干涉仪的应用还导致了六十年代末甚长基线干涉仪的发明。这种干涉仪的两面射电望远镜之间，距离长达几千公里，乃至上万公里。用它测量射电天体的位置，已能达到千分之几角秒的精度。七十年代中，在美国完成了多具甚长基线干涉仪的组合观测，不断取得重要的结果。
信息技术及发展趋势
第二课《信息技术及发展趋势》 一、教材及学情分析 信息技术对信息的获取、加工、表达、发布、交流管理等的现代科学技术。初中主要学习信息科学常识和常用信息技术，学生对信息技术很感兴趣，但信息技术是什么不太明白，本节主要从总体上给学生认识信息技术。为以后学习具体的信息处理技术提供理论基础认识。 二、教学目标 ·知识目标 1.了解信息技术的发展历程和发展趋势 2.了解利用信息技术获取、加工、管理、表达与交流信息。 3.认识信息技术的重要作用与人类社会的关系。 4.激发学生了解、掌握并应用先进技术的热情。 ·技能目标 1.了解信息的发展有关知识。 2.利用网络查找有关信息知识。 3.了解信息的发展趋势 ·情感目标通过利用搜索查找信息发展、信息技术与其它科学，发展方向，让学生感受信息的重要性，体验信息时代发展快速的感受。培养同学们的团结、协作、相互交流的学习精神。 三、重点难点 重点：了解如何对信息进行获取、传递、处理的各种技术 难点：知道信息技术的发展历程(五次革命)。 四、教学准备 1.准备有关信息传输媒介的音像资料。 2.有条件的可用网络教室上网搜索有关知 识。 五、教学建议 建议课时：1课时。 六、教学方法： 任务驱动法、讲授知识、学生相互讨论、交流共同协作完成，教师辅导。 七、教学教程： （一）、温故互查 1．学生你们上过网吗？（同学们大部分回答上过？接着问下面的问题。） 2．你们知道上网是获取了什么？回答：概括起来各种信息 今天我们就一起来学习信息的发展和趋势的知识。 （二）、设问导读 你们是如何感受到信息？(设问导读，学生能说出信息的交流方式、媒介、形式) 在我们现实生活中，我们往往急要交流方便快捷，因此才有了电视，电话，手机。而现在我们可以在因特网上交流，突破了以往人们在信息交流中所受到的时空限制，极大的丰富了信息内容和表现形式。 对信息的获取、加工、存储、表达、管理、交流、发布等处理的信息技术，先后经历了5 次革命。 （三）、自我检测 (学生活动自我检测：分小组讨论完成下面的表格内的内容，特别对发生年代及科学家一栏提示上网查找或通过其它方法获取)
太赫兹技术及其在研究领域的应用
太赫兹技术及其在研究领域的应用 摘要：简要介绍了太赫兹技术的国内外发展状况，由于太赫兹波在电磁波谱中的特殊位置，其表现出优越的特性，太赫兹科学技术已成为本世纪最为重要的科技问题之一。通过对太赫兹基础研究领域的分析，阐明了太赫兹波的作用机理及相关器件的发展。太赫兹技术在成像、通讯、航空及生物医药等领域有着广阔的应用前景。随着技术理论的不断发展及成熟，太赫兹技术必将对国民经济和国家安全产生重大影响。 关键词：太赫兹；太赫兹技术；基础研究；太赫兹应用 Terahertz technology and its applications in research field Abstract：The development of Terahertz technology at home and abroad is briefly summarized, and the special position of THz wave in electromagnetic spectrum, it shows the superior characteristic. So Terahertz Science and technology has become one of the most important scientific and technological problems in this century. Through the analysis of the THz basic research field, the mechanism of THz wave and the development of the related devices are elucidated. THz technology has broad application in imaging, communications, aviation and biomedical and other fields. With the development of technology theory, THz technology will have a great impact on national economy and national security. Key words：Terahertz; Terahertz technology; basic research; Terahertz application 0 引言 随着现代科学技术的迅猛发展、各国之间科技竞争的加剧及社会信息化进程的不断加快，高新技术越来越成为各个国家之间竞争力水平的标志。太赫兹技术由于其一系列的优点及其广泛的应用价值成为世界各国研究机构关注的焦点，太赫兹技术也成为本世纪重大新兴科学技术领域之一[1]。太赫兹波是指频率范围为0.1~10.0THz的电磁波，波长范围为0.03~3.00mm，介于微波频段与红外之间，兼具二者的优点[2]（如图1所示）。它的长波段与毫米波(亚毫米波)相重合，其发主要依靠电子学科学技术；在短波段与红外线相重合，主要依靠光子学科技术发展，可见太赫兹波是宏观电子学向微观电子学过渡的频段，在电子波频谱中占有很特殊的位置，表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性能。但长期以来由于缺乏有效的太赫兹辐射产生和检测方法，导致太赫兹频段的电磁波未得到充分的研究和应用，被称为电磁波谱中的“太赫兹空隙(THz gap)”。从过去二十多年前开始，随着太赫兹辐射源和太赫兹探测器的相继问世，太赫兹技术的研究和应用才有了较快发展，在医疗诊断、雷达通讯、物体成像、宽带移动通信、军事航空等领域显示了重大的科学价值及实用前景，与此同时，其他方面的工程应用潜力也受到关注。
太赫兹技术各种应用
太赫兹技术各种应用 “Terahcrtz”一词是弗莱明（Fletning）于1974年首次提出的，用来描述迈克尔逊干涉仪的光谱线频率范围。太赫兹频段是指频率从十分之几到十几太赫兹，介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域，THz波又被称为T-射线，在频域上处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，在电子学向光子学的过渡区域，长期以来由于缺乏有效的THz辐射产生和检测方法，对于该波段的了解有限，使得THz成为电磁波谱中最后一个未被全面研究的频率窗口，被称为电磁波谱中的“太赫兹空隙（THzGap）” THz波具有很多独特的性质，从频谱上看，THz辐射在电磁波谱中介于微波与红外辐射之间；在电子学领域，THz辐射被称为毫米波或亚毫米波；在光学领域，它又被称为远红外射线，从能量上看，THz波段的能量介于电子和光子之间。THz的特殊电磁波谱位置赋予它很多优越的特性，有非常重要的学术价值和应用价值，得到了全世界各国研究人员的极大关注，美国、欧洲和日本尤为重视。2004年美国技术评论（TechonlogyReview）评选“改变未来世界十大技术”时，将THz技术作为其中的紧迫技术之一。2005年日本政府公布了国家10大支柱技术发展战略规划，THz位列首位。 一、THz波的特性 THz波的频率范围处于电子学与光子学的交叉区域.在长波方向，它与毫米波有重叠；在短波方向，它与红外线有重叠；在频域上，THz处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。由于其所处的特殊位置，THz波表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性质： 1、THz脉冲的典型脉宽在亚皮秒量级，不但可以方便地对各种材料进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究，而且通过取样测量技术 能够有效地抑制背景辐射噪音的干扰，得到具有很高信噪比（大于）THz电磁波时域谱，并且具有对黑体辐射或者热背景不敏感的优点； 2、THz脉冲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CHz至几十THz的范围，便于在大范围里分析物质的光谱性质； 3、THz波的相干性源于其产生机制，它是由相干电流驱动的偶极子振荡产生，或是由相干的激光脉冲通过非线性光学差频效应产生。THz波的时域光谱技术（THz-TDS）直接测量THz波的时域电场，通过傅立叶变换给出THz波的振幅和相位。因此，无需使用Kramers-Kronig 色散关系，就可以提供介电常数的实部和虚部。这使测得的与THz波相互作用的介质折射率和吸收系数变得更精确； 4、THz波的光子能量较低，1THz频率处的光子能量大约只有4mV https://www.360docs.net/doc/9a16921817.html, 光子能量，比X射线的光子能量弱107--108倍。因此，THz波不会对生物组织产生导致电离和破坏的有害光，特别适合于对生物组织进行活体检查； 5、THz光子能量约为可见光，用THz做信息载体比用可见光和近中红外光能量效率高得多；
分子诊断技术在肿瘤诊断中的应用
分子诊断技术在肿瘤诊断中的应用 1、肿瘤易感基因检测 单独遗传因素造成肿瘤的概率低于5％。肿瘤的发生主要是遗传基因和环境因素共同作用的结果，其中遗传基因是内因，与人体是否具有肿瘤易感基因有关。肿瘤易感基因检测就是针对人体内与肿瘤发生发展密切相关的易感基因而进行的，它可以检测出人体内是否存在肿瘤易感基因或家族聚集性的致癌因素，根据个人情况给出个性化的指导方案。肿瘤易感基因检测特别适合家族中有癌症病例的人群，可以帮助这类人群提前了解自身是否存在肿瘤易感基因。已知的肿瘤易感性基因有Rb1、WT1、p53、APC、hMSH2、hMLH1和BRCA1等，与其相对应的癌症综合征（附表）。 遗传性癌症综合征与易感基因 癌症综合征易感基因 视网膜母细胞瘤Rb1 Wilms瘤WT1 LI-Fraumeni综合征p53 家族性腺瘤性息肉瘤（FAP）APC 遗传性非息肉性结肠癌（HNPCC） hMSH2，hMSH1 乳腺癌BRCA1 卵巢癌BRCA1 2、肿瘤相关病毒检测 业已证明一部分肿瘤的发生和病毒感染有关，因而检测这些相关病毒不仅可探计肿瘤和病毒的关系，而且可以找出肿瘤的易患人群。由于病毒太小，且难以培养，一般方法检测病毒效果极差。而核酸杂交技术与PCR技术用于病毒检测具有特异性强、敏感性高等特点。 人类某些肿瘤可能与病毒有关 病毒相关肿瘤 HPV6、11亚型 宫颈尖锐湿疣（乳头状瘤） HPV16、18亚型 宫颈上皮内新生物和癌 HSV及CMV宫颈恶性病变 HBV原发性肝癌 EB病毒伯基特淋巴瘤、鼻咽癌 HSV6型 霍奇金病和鼻咽癌 微小病毒葡萄胎 ATL病毒成人T细胞白血病/淋巴瘤 3、肿瘤的早期分子诊断 研究发现，肿瘤相关基因的突变出现在肿瘤发生的最早期，远早于肿瘤临床症状的出现，是肿瘤早期诊断的重要依据。通过基因突变检测进行早期诊断能够从最根本的基因上寻找肿瘤发生的微小趋势，第一时间作出肿瘤预警，通过针对性的环境或生活方式调整，能有效预防肿瘤的形成；在肿瘤发生初期实施针对性治疗，能极大程度增加治愈的概率。 K-ras基因突变是一种胰腺癌、结肠癌和肺癌等肿瘤中发生率较高的分子事件，突变集中在第12、13和61编码子。应用细针穿刺活检材料检测胰腺癌的第12编码子变突，检出
未来信息技术的展望
未来信息技术的展望 就像其他教育技术的应用一样，信息技术在教育中的应用是由教育和学习发展的内部需求所驱动的，并由不同历史时期的学习理论导引着信息技术的应用方向和应用方式。而信息技术领域的每一项重大革新又会刺激教育系统产生新的应用需求并反作用于学习理论和教育实践的发展。信息技术在教育中应用的发展历程可以微机在教育中的应用和因特网的应用作为两个转折点，20世纪50年代至70年代末为计算机辅助教育的研究试验阶段，20世纪70年代末至90年代为计算机辅助教育的开发应用期，而20世纪90年代后期则揭开了网络时代信技术应用的序幕。 一、信息技术在教育中应用的发展简史 （一）计算机在教育领域的最早应用 1950，年美国麻省理工学院利用计算机驱动飞行模拟器来训练飞行员是计算机在教育领域的最早应用。 1959年，美国纽约城市小学利用IBM650计算机帮助小学习者学习二进制算法被认为是计算机在中小学教育领域的最早应用。 序教育运动。 （二）20世纪60年代末期到70年代，计算机辅助教育系统的开发和研究 1968年，第一台专门用于教育的计算机系统“IBM 1500辅助教育系统”在斯坦福大学研制成功，使用“课程开发器”编制课程，这些课程被称为课件或教育软件，课件和教育软件的概念即起源
于此。 20世纪60年代后期，美国数字设备公司的PDP-1（1960年研制成功）被应用于教育中，标志着小型机在教育中的首次应用。斯坦福大学的帕特里克素帕斯教授对IBM 1500和PDP-1在教育中的应用开展了广泛的研究和开发工作，被誉为计算机辅助教育研究的鼻祖之一。 （三）“柏拉图系统”（PLATO）——计算机技术与教育方式结合的最初尝试 1960年，美国伊利诺大学的唐贝泽和查莫斯谢文合作研制出第一代柏拉图系统（PLATO I）。 （四）微机进入中小学教育以及教师对计算机应用的推动 1977年，第一台微机进入中小学，教育中应用的计算机开始从大型机转向桌面 办公系统。20世纪80年代初，美国的明尼苏达教育计算机科学联盟得到自然科学基金的资助，开始大量生产和提供课件，其他教育软件公司也相继出现，出现了教育软件出版的高-潮。 （五）LOGO及问题解决运动 1968年，西蒙派珀特发明了LOGO编程语言，LOGO和问题解决运动开始。他陆续提出并发展了自己的建构主义观——“在制作中学习” （六）20世纪80-90年代的整合学习系统 20世纪80-90年代，在应用计算机开展教育的过程中，学校和教师认识到在提供计算机辅助教育方面，联网系统比单机效益更高。
太赫兹应用及其产生方法
太赫兹及其产生方法 摘要：太赫兹技术是20世纪80年代末产生的一种高新技术，近年来颇受关注。它在基础研究、生物科学等众多领域都有非常重要的应用前景。THz波具有很多的优越性，具有重要的研究价值。本文简要的介绍了THz波及其在公共安全、环境探测、生物医学、天文观测、军事及通信方面的应用，然后深入的阐述了THz波的产生方法。 关键词：THz波的应用THz波产生方法 1.引言 随着现代科学技术的发展、国际竞争的加剧以及社会信息化进程不断加快，各种各样的新技术、新思想大量涌现出来。从云计算到物联网，从激光到太赫兹技术的出现都给了我们很大的机遇，同时也存在一定的挑战。为在国际竞争中立于不败之地，我们国家在“十二五”战略新兴产业发展重点中提出了应大力发展信息产业、生物产业、航空航天产业、新能源产业、新材料产业、节能环保产业、新能源汽车产等新型产业，另外国家还确定了五项科技领域，而太赫兹技术在这些领域的探索及应用中起着举足轻重的作用。 2.太赫兹简介及其应用 2.1太赫兹简介 太赫兹通常是指频率在0.1~10THz的电磁波，是上个世纪八十年代中后期才被正式命名的，在此之前科学家们称其为远红外射线。实际上早在一百年前，就有科学工作者涉及过这一波段。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。2004年，美国政府将THz科技评为“改变未来世界的十大技术”之一，而日本于2005年1月8日更是将THz技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首，举全国之力进行研发。我国政府在2005年11月专门召开了“香山科技会议”，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。另外，美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区政府、机构、企业、大学和研究机构纷纷投入到THz的研发热潮之中。 2.2 THz的应用 由于太赫兹的频率很高，所以其空间分辨率也很，又由于它的脉冲很短，所以具有很高的时间分辨率。由此，太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。太赫兹的独特性能给公共安全、环境探测、生物医学、天文观测、军事及通信等领域带来了深远的影响。
太赫兹技术及其应用研究
太赫兹技术及其应用研究 姓名：王结库 学号：0710940414 专业班级：电科074 指导老师：于莉媛
太赫兹技术及其应用研究 摘要：太赫兹技术是一个具有广泛应用前景的新兴学科，近10年来，太赫兹技术理论研究的蓬勃发展带动了太赫兹波应用研究的迅速扩大。作为一种新型的相干光源，太赫兹辐射在物理化学、信息和生物学等基础研究领域，以及材料、国防、医学等技术领域具有重大的科学价值和广泛的应用前景。文章简要介绍了太赫兹波的重要特性集、太赫兹技术的研究现状及应用前景，重点介绍了太赫兹技术的特性、及在国防领域的应用。 关键词：太赫兹；特性；太赫兹波成像；应用 1 引言 太赫兹(Terahertz，简称THz)辐射是对一个特定波段的电磁辐射的统称，通常它是指频率在0.1THz一10 THz(波长在3um～3 mm)之间的电磁波，在某些特定场合，指0.3 THz一3 THz之间的电磁波，还有一种更广泛的定义，其频率范围高达100THz．直到上世纪80年代中期以前，人们对这个频段的电磁波特性知之甚少，形成了远红外线和毫米波之间所谓的“太赫兹空隙”(Teraheaz Gap)，对太赫兹波段广泛的研究兴趣还是在20世纪80年代中期以超快光电子学为基础的脉冲太赫兹技术产生以后．近20年来，随着低尺度半导体技术、超快激光技术以及超快光电子技术的飞速发展，太赫兹技术表现出了极大的应用潜力．作为一种新型的相干光源，太赫兹辐射在物理、化学、信息和生物学等基础研究领域。以及材料、国防、医学等技术领域具有重大的科学价值和广泛的应用前景．本文将对太赫兹辐射的特性进行介绍，并在介绍太赫兹技术的常见应用基础上，着重对太赫兹技术在有关国防领域的潜在应用进行介绍． 2 特性 太赫兹波之所以引起科学界浓厚的研究兴趣，并不仅仅因为它是一类广泛存在而并不为人所熟悉的电磁辐射，更重要的原因是它具有很多独特的性质，正是这些性质赋予太赫兹波广泛的应用前景．从频谱上看，太赫兹辐射在电磁波谱中介于微波与红外辐射之间；在电子学领域。太赫兹辐射被称为毫米波或亚毫米波；在光学领域，它又被称为远红外射线；从能量上看，太赫兹波段的能量介于电子和光子之间． 2.1 波粒二相性 太赫兹辐射是电磁波，因此它具有电磁波的所有特性．太赫兹波具有干涉、衍射等波动特性；在与物质互相作用时，太赫兹波还显示出粒子特性． 2.2 穿透性
(中文)世界信息技术发展走势展望
世界信息技术发展走势展望 一、世界电子信息工业发展的新特点： 信息技术成为经济增长的主要推动力 信息技术(IT)是当前发展最迅速、影响最广的高新技术，它的发展和应用对国民经济信息化、国防现代化和社会生活的变革产生着深远的影响。 以美国经济为例。信息技术在美国经济增长中起主导作用。过去5年内，IT领域在美国经济实际增长中占四分之一的份额。信息产业在整个经济中的份额在显著增长，在经济中的重要性也在日益增长。1985年，美国信息产业在经济中占的比例为4.9％，随着PC在办公室和家庭中开始普及，1990年这一比例又上升到7.5％，1998年升至8.2％。与此同时，1994年以前，信息技术和产业对经济增长的贡献与其在经济中所占份额成正比，而1994年以后，其贡献就几乎是其在经济中所占份额的两倍。 市场竞争进一步激化，购并、结盟、合作指向新目标 在全球经济一体化的趋势下，出现了国家之间同行业的企业购并与结盟，目的是占领各国的市场；在技术融合和市场融合的趋势下，形成了计算机网、电信网和有线电视网三网融合的趋势，由此出现了不同行业之间的企业购并、结盟与合作，旨在开拓新的业务领域；而特别值得注意的是，今天的购并、结盟已不再是以增加市场份额为唯一宗旨，共同开发新技术、新系统以及制订标准已成为当今购并、结盟的重要目标和共同特征。 为争夺电子信息高科技优势，政府参与度和干预度增强 在电子信息技术迅速发展的今天，各国政府已视它为促进国家经济发展和国防安全的核心技术，对其发展在政策和财力上给予支持，在国际经济和外交斗争中给予保护，并直接参与组织制订和监督实施电子高科技的战略性发展计划，突出体现了电子信息技术发展的政府意图和争夺21世纪技术优势、保持和增强经济竞争力及国防实力的强烈意图。 二、21世纪初世界电子信息工业发展展望 21世纪，人类将迈入一个崭新的时代——知识经济时代。全球信息化和经济全球化将成为这一时代的主要发展潮流。 1997年3月26日，世界贸易组织(WTO)40个代表方达成《信息技术协议》，承诺在2000年1月1日前取消计算机、计算机软件、通信设备、半导体、半导体制造设备和科学仪器的关税，并允许部分发展中国家于2005年将上述信息产品关税减至零。1997年10月，WTO 在日内瓦召开“第二阶段信息技术协议”讨论会，准备将电视机、录像机、收音机、印制板制造设备、平板显示器、电容制造设备、音频设备等消费类电子产品也纳入《信息技术协议》零关税产品清单中，但准备在2002年1月1日才把这些产品关税降为零。《信息技术协议》的签署将使信息产品的生产与市场全球化，加剧全球信息产品制造商之间的竞争，使信息产品的性价比不断提高。 在全球信息化和经济全球化的推动下，21世纪信息产业将成为推动全球经济发展的支柱产业之一。 微电子技术与产品市场将持续高速发展 世界PC、网络相关产品、数字移动通信设备、数字音视频产品和汽车电子设备需求量迅速增加，使得全球半导体市场发展前景十分看好。据世界半导体贸易统计公司(WSTS)的预测，1998年～2002年全球半导体销售额的年均增长率将达到15.5％，2002年全球半导体
太赫兹技术及其应用详解
太赫兹技术及其应用详解 太赫兹研究主要集中在0.1-10 THz 频段。这是一个覆盖很广泛并且很特殊的一个频谱区域。起初，这一频段被称为THz Gap （太赫兹鸿沟），原因是这一频段夹在两个发展相对成熟的频，即电子学频谱和光学频谱之间。其低频段与电子学领域的毫米波频段有重叠，高频段与光学领域的远红外频段（波长0.03-1.0 mm）有重叠。由于这一领域的特殊性，形成了早期研究的空白区。但随着研究的开展，太赫兹频谱与技术对物理、化学、生物、电子、射电天文等领域的重要性逐渐显现，其应用也开始渗透到社会经济以及国家安全的很多方面，如生物成像、THz 波谱快速检测、高速通信、穿墙雷达等。太赫兹之所以具有良好的应用前景，主要得益于其光谱分辨力、安全性、透视性、瞬态性和宽带等特性。例如：自然界中许多生物大分子的振动和旋转频率都处在太赫兹频段，这对检测生物信息提供了一种有效的手段; 太赫兹频段光子能量较低，不会对探测体造成损坏，可以实现无损检测; 太赫兹波对介质材料有着良好的穿透能力，从而可作为探测隐蔽物体的手段; 太赫兹脉冲的典型脉宽在皮秒量级，可以得到高信噪比的太赫兹时域谱，易于对各种材料进行光谱分析; 此外，太赫兹频段的带宽很宽，从0.1-10 THz可为超高速通信提供丰富的频谱资源。 相对于毫米波技术，太赫兹技术的研究还处在探索阶段。太赫兹技术主要包括太赫兹波源、太赫兹传输和太赫兹检测等，其关键部件可以分为无源元件和有源器件。无源元件包括太赫兹传输线、滤波器、耦合器、天线等，而有源器件包括太赫兹混频器、倍频器、检波器、放大器、振荡器等。 1、太赫兹源伴随着太赫兹波生成技术的发展，太赫兹源的研究已有很多有价值的新进展。研发低成本、高功率、室温稳定的太赫兹源是发展太赫兹技术的基础。太赫兹源的分类多种多样，按照产生机理，可以分为基于光学效应和基于电子学的太赫兹源。按照源类型可以分成3 类：非相干热辐射源、宽带太赫兹辐射源以及窄带太赫兹连续波源。
太赫兹技术的军事应用前景
太赫兹技术的军事应用前景 太赫兹（THz）波是电磁波谱家族中的一员，它的频率范围为0.1—10THz，相应的波长范围为3mm—30μm，介于微波和红外线之间，是人类目前尚未完全开发的波谱“空隙”区。20世纪80年代中期以前，由于缺乏有效产生和检测太赫兹波的方法，人们对该频段电磁辐射性质的了解非常有限，因此其发展受到很大限制，应用潜能也未能得到充分发挥。近十几年，由于超快激光技术以及一系列的新技术、新材料的发展和应用，极大地促进了对太赫兹辐射机理、检测、成像和应用技术的研发，使其迅速成为一门新的极具活力的前沿领域。太赫兹波所具有的一些特性在军事领域中的应用正在逐步被开发出来。 一、太赫兹波的特点“透析” 太赫兹波频率范围是处于电子学和光子学的交叉区域，相对于其它波段的电磁波，如微波和x射线等，具有非常强的互补特征。 1.特别的穿透能力 THz辐射能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等物质，还可无损穿透墙壁、沙尘烟雾，使得其能在某些特殊领域发挥作用。如太赫兹探测器可直接发射太赫兹波透过墙壁，于室外对室内进行探测，免去需将探测设施置于室内的麻烦。这特别适于防暴警察与室内歹徒对峙时，可从墙外掌握室内情况，如歹徒位置、武器配置等,极大的确保警方安全。 2.较高的探测安全性 由于太赫兹波的光子能量很低，只有几个毫电子伏特，当它穿透过物质时，不易发生电离，因而可用来进行安全的无损检测。太赫兹的光子能量很低，只有毫电子伏特，因此不容易破坏被检测物质。如果用太赫兹检测物质，就可以发现内部瑕疵而又不损害该物质。不同于X射线，太赫兹射线是一种不电离的射线，所以，太赫兹波适合于对生物组织进行活体检查。它们还可以穿透衣服、包装，甚至于渗透人体几毫米深，因此，太赫兹波也是安全检查和医学应用的理想工具。例如，用于人体成像的X光的光子能量高，对人体所造成非常大的伤害，而应用太赫兹技术制成的成像设备，则能将这种照射对人体的伤害降低100万倍。 3.较强的识别物质和成像能力 研究表明大量有机分子、半导体能量特征在太赫兹范围，每种材料的太赫兹频谱特征是不同的。只要建立了这些物质的太赫兹频谱特征数据库，就可以采取“指纹”识别的方法来进行检测。太赫兹波除了识别物质外，还可以通过反射波的测量得到物质的图像。利用成像系统把成像样品振幅或相位信息进行处理和分析，就可以得到样品的THz图像。太赫兹波成像的一个显著特点是信息量大，可准确显示物质的内外部信息。目前太赫兹显微成像的分辨率已达到几十微米。 4.大容量、高保密的宽带信息载体 太赫兹波的频带宽、测量信噪比高，适合于大容量与高保密的数据传输，而且太赫兹波处于高载波频率范围，是目前手机通信频率的1000倍左右，可提供10 GB/s的无线传输速
太赫兹技术空间应用进展分析与展望
2017年第2期 空间电子技术 SPACE ELECTRONIC TECHNOLOGY1太赫兹技术空间应用进展分析与展望0 雷红文，王虎，杨旭，段崇棣 (中国空间技术研究院西安分院，西安710000) 摘要：太赫兹波处于l〇n~l〇13H z,介于微波和远红外之间，是极具研究和开发价值的新频率资源。近年来，随着空间栽荷技术的飞速发展，太赫兹频段的空间栽荷所表现出来的高分辨率性能和轻小型化特点更是让人叹服，由于国内外研究机构越来越重视太赫兹技术,太赫兹空间栽荷系统方面的开发和应用研究获得了极大的发展。文 中详细介绍了国内外对太赫兹技术的空间应用，并且指出了发展方向。 关键词：太赫兹技术;太赫兹遥感；太赫兹通信；太赫兹雷达;应用进展 中图分类号:V474 文献标识码:A 文章编号= 1674-7135(2017) 02-0001-07 D O I：10.3969/j.issn. 1674-7135.2017.02.001 Analysis and Progress of Terahertz Techniques Applied in Space Science LEI Hong-wen,WANG Hu,YANG Xu,DUAN Chong-di (China Academy of Space Technology( Xi ’ a n)，Xi ’ an 710000,China) Abstract ：Terahertz band shows a good research and application prospect because it is located between infrared and millimeter wave(10n ?1013Hz).With the development of space technology，the high resolution and miniaturization of the THz systems is amazed.The space systems of the THz technology are developed rapidly due to research institute the pay at-tention to it. The space applications and its development of Terahertz technology were presented in this paper. Key words：THz technology；THz remote sensing；THz communication；THz radar；Apply progress 〇引言 太赫兹波通常是指频率位于〇.1?10 T H z之间 的电磁波，该频段波长为3 mm~30 pm,是宏观电子 学向微观电子学过渡的波段。由于波长短，光子能 量低，该波段的器件研制对加工精度、半导体材料和 工艺有着苛刻的要求，直到加工工艺的提升和技术 的进步，太赫兹技术才迎来了逐步的发展。经过近 三十年的高速发展，该波段的理论机理研究日益完 善。各种太赫兹源和探测方式的涌现，扫除了太赫 兹技术研究的障碍，而各类系统和器件成熟化、商业 化，已把太赫兹技术推向市场应用。曾经的太赫兹 频谱“空白”，现已成为科学研究和科技创新的热点少J i] <<—-〇 与两侧较为熟知的毫米波与红外光相似，该波 段的系统应用具有其独特性，已获得了国内外大量 研究者的关注。如太赫兹频谱区域聚集了丰富的频 谱特征，这些谱特征与基本的物理过程如分子的转 动跃迁、有机化合物的大振幅振动、固体的晶格振 动、半导体的带内跃迁和超导体的能带带隙相关，这 使得太赫兹波在气象遥感、深空探测、天文探测和频 谱分析等方面应用广泛;太赫兹波频率高，可承载带 宽大，小口径天线具有高增益，可实现数十Gb p s传 输速率的轻小型化安全保密和抗干扰的通信系统终 端;而太赫兹波对大部分非金属材料和沙尘烟雾的 ①收稿日期:2016-11 -30;修回日期：2017-01 -11。 基金项目：国家自然科学基金（11505135; 61501367)。 作者简介:雷红文（1985—），博士,研究方向为空间微波、毫米波、太赫兹技术。