談到紅外光、激光和微波等技術(shù)，相信大多數(shù)人都有所了解。不過，知道<a class="innerlink" href="http://www.shi-ke.cn/tags/title="太赫茲" target="_blank">太赫茲" title="太赫茲" target="_blank">太赫茲技術(shù)的人卻寥寥無幾了。早在2004年，美國首次提出太赫茲（THz，1012Hz）技術(shù)，并且被列為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一。
中國科學(xué)院院士姚建銓表示，“太赫茲技術(shù)，在光學(xué)領(lǐng)域有一個(gè)近年來為大眾所熟知的名字——遠(yuǎn)紅外線”。 人類社會(huì)存在諸如電磁波、震動(dòng)波、伽馬射線、X射線等各式各樣的光波，而太赫茲波是人類迄今為止了解最少，開發(fā)最少的一個(gè)波段。
據(jù)悉，研究人員已經(jīng)研發(fā)出一種太赫茲發(fā)射器，該發(fā)射器的數(shù)據(jù)傳輸速度要比5G至少快10倍，而該技術(shù)有望在2020年實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
為期五天的2017國際固態(tài)電路會(huì)議 （ ISSCC） 于2月5號(hào)到9號(hào)在加利福尼亞州的舊金山舉行，根據(jù)安排，太赫茲發(fā)射器在這次電路會(huì)議上被展示，這種傳送機(jī)能夠?qū)⒁粋€(gè)DVD上的全部內(nèi)容瞬間發(fā)送完畢。（編者注：太赫茲頻率是一種新的巨大頻率資源，有望在未來應(yīng)用于超高速無線通信。）
Minoru Fujishima 是日本廣島大學(xué)的教授，也是太赫茲研究者之一。他說：“太赫茲也能與衛(wèi)星進(jìn)行超高速連接，而與衛(wèi)星的連接，只能通過無線。這也有好處，比如，它極大地促進(jìn)了動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接的發(fā)展。其它可能的應(yīng)用包括快速將資源下載到移動(dòng)設(shè)備，基站之間實(shí)現(xiàn)超快速無線連接。”
據(jù)了解，該研究小組研發(fā)的是一款頻率在290GHz 到 315GHz 的發(fā)射器，能夠?qū)崿F(xiàn)105Gbps的通信速度。雖然這個(gè)范圍的頻段現(xiàn)在還沒有被分配，但值得注意的是它處于275GHz 到 450GHz 范圍內(nèi)，該頻段將在國際電信聯(lián)盟無線電通信部門組織的2019世界無線電大會(huì)上進(jìn)行討論。
去年該研發(fā)小組就曾向大家展示了通過使用正交調(diào)幅（QAM）大幅提高300GHz 頻率的無線連接速度的研究成果。今年，他們展示的是更快的發(fā)射器，單個(gè)通道數(shù)據(jù)速率比之前快六倍。作為集成電路發(fā)射器，它首次實(shí)現(xiàn)單個(gè)通道速率超過100 Gbps．
“今年我們新研發(fā)的發(fā)射器，傳送功率比之前的要高十倍。這使得 300GHz 的單個(gè)通道數(shù)據(jù)速率超過100 Gbit／s 成為可能。”Fujishima 如此表示。
他還說道：“我們通常討論兆位每秒或吉比特每秒的無線數(shù)據(jù)傳輸速率，但是現(xiàn)在我們正接近利用簡單的單一通信通道實(shí)現(xiàn)太比特每秒的傳輸速率。”
接下來，廣島大學(xué)、日本國家信息與通信研究所以及松下電器的研究小組計(jì)劃進(jìn)一步研發(fā)300GHz 的超高速無線電路。
什么是太赫茲技術(shù)？
2004年，太赫茲（THz，1012 Hz）技術(shù)首次被美國提出，并且美國政府將太赫茲技術(shù)評(píng)為 “改變未來世界的十大技術(shù)”之一；2005年，日本更是將其列為“國家支柱十大重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)”之首，舉全國之力進(jìn)行研發(fā)。太赫茲，因此成為本世紀(jì)最為重要的新興學(xué)科之一。
“太赫茲指的是電磁頻譜上頻率為0．1～10THz的輻射，波長范圍為0．03～3mm，介于無線電波和光波之間”。姚建銓院士表示，太赫茲波具有穿透性強(qiáng)、使用安全性高、定向性好、帶寬高等技術(shù)特性，由于太赫茲釋放的能量很小，不會(huì)在人體產(chǎn)生有害的光致電離。所以，相比X射線，太赫茲是一種更安全的安檢技術(shù)。
除此之外，姚建銓表示，因?yàn)樘掌澋拇┩改芰軓?qiáng)，它不僅能探測到金屬，人體攜帶的非金屬、膠體、粉末、陶瓷、液體等危險(xiǎn)物品都能被系統(tǒng)識(shí)別，安檢的效率也大大提升了。目前太赫茲人體安檢儀器已經(jīng)在國內(nèi)外投入使用了。