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Sandia研制出新一代检测设备

离线im286

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0楼发表于: 2009-09-17 19:43:04

来自美国新墨西哥州中部大城市ALBUQUERQUE的消息--科幻小说,梦想成真。
Sandia国家实验室（SNL）的研究人员正在研制一种可以透过衣物或外包装，进行危险或有毒物品鉴别和筛选的装置。

MIKE WANKE,太赫兹微电子收发器重大挑战项目（TMTGC）的主要参研人员之一。他手里拿着的小型仪器将取代他身后的庞然大物。
通过启用平时并不常用的太赫兹波，这是一种位于微波和红外波之间的电磁波，SNL的研究者正竭尽所能的研发某种高度整合但又体积小巧的太赫兹发射接收器（收发器）。该仪器将广泛应用在许多领域。
该项目名为：太赫兹微电子收发器重大挑战（TMTGC），由Sandia国家实验室研发项目基金资助，目前已进入3年项目年限的第2年。
Sandia国家实验室是一个国家级核安全管理实验室(NNSA)。
太赫兹微电子收发器重大挑战项目（TMTGC）的主要参研人员之一，MIKE WANKE谈到：“我们项目所研发的技术可以对隐藏的危险物品进行识别，比如武器、有毒物品、炸药、或大规模破坏物质。除此之外，我们相信在高级通讯系统和高分辨雷达领域，它也有其用武之地。但是，目前将太赫兹技术从实验室移植到现实生活中，在基础设施方面还有待建设。我们就是要去发展这种基础建设，我们就是要去发明这些必需的技术。”
Wanke还谈到，“在过去的三年中，因为太赫兹量子级联激光的革命性发展，太赫兹研发状况发生了巨大的改变。”

小巧的太赫兹收发器和一个角币的大小作比较。
这些激光器作为半导体太赫兹辐射源，其输出能量可以超过100 mW. 以前，只有分子气体激光可以达到这种能量，但是它所占用的体积却是好几立方米，重量至少都要超过100公斤。更有甚者，自由电子激光则更大更重，可以是几吨重，用一大栋楼来装。
基于量子级联激光的系统体积只有一个棒球那么大，所需的能量用一个九伏特的电池就可以。在这一新技术领域，Sandia国家实验室一直处于领先地位。在全球激光性能工作方面，Sandia国家实验室也和麻省理工学院（MIT）有过合作。与此同时，该实验室和它的合作伙伴在美国是唯一能够研制可以被用作运行太赫兹量子级联激光特殊半导体晶体的单位。这些晶体是由Sandia国家实验室科学家John Reno所研制。John Reno是分子束晶体外延附生研究领域的专家。这是一种将材料以原子的厚度覆盖于底层物质的方法和技术。
Sandia国家实验室（SNL）的研究人员在该项目的头一年将所有的精力都投入了整合微电子与设备物理学的研究之中，以研究出整合太赫兹收发器的重要组成部分—核心组成单位。
研发人员现在正致力于接受器的开发，调试系统，研究整体需求。估计在3年的项目期结束时，研究人员预计会有一个初步有效、成型的原型设备，可以通过识别物体的不同分子光谱“指纹”对不同的材料和化学物质进行鉴别。
“大多数物质和化学成分都具有自己独特的太赫兹光谱‘指纹’，”Wanke说到，“太赫兹收发器可以对此进行测量。比如：对某种气体的太赫兹光谱‘指纹’进行标识鉴别来确定它具体是什么物质。”
“大气科学家和无线电天文学家数年来一直在从事开发太赫兹光谱‘指纹’数据库的工作，以便可以去鉴别星云和行星大气的成分。”该项目的管理人员Greg Hebner谈到，“尽管现在的装置有洗衣机大小，在一些天文台里仍然安装了它们，甚至还有一台被安装在了人造卫星上。至于具体的国防问题，我们正着手将装置的尺寸减小，重量减轻，能耗减低，同时又扩大现有的指纹数据库。”
除了对隐藏的危险物质进行监控之外，Mike相信太赫兹系统同样可以被用在监测空气中的有毒成分含量方面。采用由Sandia国家实验室和其他场所所设定的空气采样技术，危险气体可以预先浓缩。从量子级联激光的光线穿过浓缩的气体样本，可以直接提供任何气体的身份鉴别。该技术可以和大型波谱仪系统衔接，以减少错误分辨率。
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