太赫兹与反恐

太赫兹与反恐 A:NY:#uC  
该预计3年完成的研究部分资金（$250,000）来自美国军队研究办公室，部分($100,000)来自尤他州大学副校长鼎立支持的Synergy项目，该项目旨在推动跨学科研究。Nahata指出了太赫兹在国防安全领域的两项重要用途。 ;%jt;Xv9  
1．“振动光谱学”利用太赫兹发射器和探测器来探测物质，例如：炭疽热病毒或其他生化武器。当这些物质暴露在远红外光中时，可以在太赫兹频率中产生共振。早期的太赫兹设备发射众多的频率，而新的研究表明穿孔膜可以用作过滤器，因此以后的太赫兹设备便可以更精确的选择所需要的频率来进行生化武器或藏匿武器与爆炸物的探测。 Xj-3C[8@  
2．另外一项方法则要使用太赫兹发射器和照相机。“既然对于太赫兹波长，塑料或布料就会透明，金属则会反射太赫兹，而有一些化学物质，比如：塑料炸弹，会在某些频率中大量的吸收太赫兹辐射，这一技术可以用来进行对行李、身体的安全检查以发现隐藏的武器或爆炸物。”Nahata指出。（最近公布了应用X光或微波的扫描器，但是应用太赫兹辐射的扫描器比X光或微波的扫描器更加安全、精确，Nahata补充到。） 2#!$f_  
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实验如何完成？ []2GN{m  
正常情况下，电磁辐射或光波的任何频率不能通过比其自身波长还短的空隙。厨师之所以能通过微波炉看到食物，是因为可见光波比微波的波长短，所以微波不可能穿过微波炉来伤害厨师，厨师又能看到微波炉里面的食物。 B\=&v8  
在本实验中所使用的是不锈钢金属膜，厚度只有头发的四分之三。在该金属膜上有不同形状的孔，每个孔的直径大约在1/2或1/4毫米宽，这比远红外光1毫米的波长要短。实验报告人之一Agrawal使用计算机来设计孔的排列，以便产生“共鸣”和“反常传送”，也就是所有的远红外光都通过金属膜的小孔。实验者将太赫兹或远红外光投射到打孔的金属膜上，他们发现，远红辐射光的某些频率可以完全穿过金属膜，并呈“准晶体”或“类晶体”的排列，甚至对于光波大于小孔太赫兹辐射也同样如此。 'QV4=h`  
Vardeny解释，该实验之所以能实现如此有效的传送是因为远红外光不仅通过了小孔，而且在金属膜上产生了电子移动，因此就产生了“表层等离子波”引导所有的远红外光都穿过小孔。 <K0lS;@K  
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现代技术可以运用电磁辐射的多个频段来进行通信，其中包括无线电波、电视信号波、微波和可见光。目前，美国尤他州大学（University of Utah）的一项研究显示：人们将如何利用远红外波—这一在电磁光谱中最少运用的波段—来构建更为快捷的无线通讯，以探测匿藏的炸弹或生物武器等等。尤他州大学电子与计算机工程系的一名副教授Ajay Nahata谈到：“我们已经找到了一种方法，用来处理目前进行通信的红外线辐射形式。所以有朝一日，它很可能成为一种计算机和其它设备之间短程、快速的通信形式。” WWe.1A,  
在2007年3月29日最新的一期《自然》杂志中，就为我们展示了构造发射与探测远红外光频率装置的可行性，该远红外光频率就是大家熟知的太赫兹辐射。“由此以来，”Nahata继续说到，“探测生化武器，例如炭疽热病毒，或对包裹、人体进行透视成像以发现隐藏武器或塑料炸弹等都可以实现。” $o
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参与该实验的人员包括Nahata，以及该论文的主要作者—尤他州大学赫赫有名的物理学教授Z. Valy Vardeny,物理学博士后Tatsunosuke Matsui,以及电子与计算机工程专业的博士生Amit Agrawal。 9/%|#b-z  
为了演示他们的发现，设想一下手电光射过一个家用漏斗。漏斗孔的大小是整个漏斗的20%，所以只有20%的光可以射过漏斗。但是当尤他州大学的研究人员用远红辐射光去照射一个用薄钢片作成的漏斗时，几乎所有的远红辐射光都可以穿过，就好象漏斗孔是呈“准晶体”或“类晶体”的半规则排列。（晶体在短距离都具有重复排列的特征，就如同钻石中的碳原子排列一样。“准晶体”的结构要松散一些，在较大范围内呈现规则排列。 “类晶体”是Vardeny 与Nahata所用的术语，它也具有结构但是比“准晶体”更少。晶体、准晶体或类晶体都可以扭曲或截断光线或其它电磁波。到目前为止，只有当起用晶体排列后，才能实现远红外线的有效传播，但是在这一过程中，不需要的频率同样也在传送。在最新的研究中，研究人员通过倾斜隔断膜，可以选择通过漏斗孔的远红外波长，并且还控制整个传送过程的开关。 X! ]~]%K$y  
这一实验表明高频太赫兹信号可以控制其开关，并以数字信号0或1的形式来传送数据。也许在将来某一天，设计出以太赫兹的速度传送太赫兹信号的高速开关完全会成为可能。那将是传输近红外线和可见光数据的GHz光纤线的一千倍，更会是传送无绳或移动电话信号的微波的一万倍。 ]t=>#  
接触太赫兹，光谱中的处女地 u3ZG;ykM  
电磁辐射光谱中波长有长有短，频率有高有低，比如：伽马射线、X光、紫外线辐射、可见光、红外光（包括辐射热）、微波、FM电波、电视信号、短波、以及AM电波。近红外线和一些可见光已经被用在光线电话和数据线的使用中，但是在光谱中界于微波和中红外波辐射之间的太赫兹和远红外线，却没有被应用于通信领域。Nahata谈到，“太赫兹是电磁波谱应用于通信的新领域，因为电磁波谱的其余波段已经充满了通信和广播信号，而工业需要更多的电磁频率，而太赫兹频率却是一片处女地。但是太赫兹信号对于电器来说频率太高，并且在生成、操控和探测太 .. ,f1wN{P  
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