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深藏不露的太赫兹波：从检测肿瘤到探索宇宙

离线im286

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0楼发表于: 2009-09-18 21:19:56

为断骨透视成像的X射线、加热剩菜的微波，二者都属于电磁波频谱的一部分，电磁波频谱也包括了光波和无线电。
与此同时,鲜为人知的太赫兹波正用于穿透衣物, 识别爆炸物和毒品, 以及检测肿瘤。而经常被忽略的是,太赫兹波甚至开始用于探索宇宙。
电磁波频谱从一端为长波长的无线电波跨越到另一端的高能量、短波长的X射线和伽马射线。在微波和X射线之间, 在频谱中被研究最少的区域，T-射线，或者叫做太赫兹射线位于其中，它是宇宙中最常见的射线形式。
如果你从未听说过太赫兹波，那是因为科学家们驾驭它们还有困难。尽管关于此课题的第一篇科技论文于1890年就已经发表在期刊Physical Review的第一版首页，但是迄今为止，太赫兹射线的产生、检测和利用仍然面临挑战，阻碍着技术的研究和发展。
近十年来，通过更有效的太赫兹射线发生源和检测器，研究者们已经开始开发波导、滤波器和分光器来操纵太赫兹波。
一个叫做QinetiQ的公司使用毫米波照相机拍摄了一张全身着装的人的图像，标记出了隐藏着的枪支。太赫兹照相机被认为是类似但更有用的。
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“在这点上技术还很稚嫩，”Rice大学太赫兹实验室电力工程师Daniel Mittleman说，“太赫兹是现在才兴起的，而X射线是在1905年。”在伦琴发现X射线后十年。
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很多日常材质，比如衣物、塑料和木头在太赫兹成像看来就是透明的。另外，材料对不同频率射线的吸收依赖于材料的类型。
基于吸收频率，研究者已经能识别拥有唯一“指纹”的特殊爆炸物和毒品。
举例来说，一个装有白粉的信封裸眼看来是无法判定的。但是在太赫兹成像的帮助下，邮政工作能明确包裹装的粉末是兴奋剂还是阿斯匹林。在行李中爆炸物品将更轻易的被发现。
太赫兹波已经用于各项工作。
这项技术被应用于一些医院，作为医生检测肿瘤的新颖无害的诊断工具。这种方法较以前的检测工具减少了成本和病痛。英格兰利物浦大学的研究者们希望通过太赫兹射线轰击皮肤癌细胞来消灭它们。
香烟制造商比如Phillip Morris正在研究使用太赫兹波在工厂进行质量控制的方法。
在香烟包装进盒之后，成像系统检查每一枝香烟的水分含量和烟草密度。传统方法也许使工人冒着辐射的危险，但是工厂的太赫兹装置将不会是危险的。
“这是一项高端科技解决低端技术问题的方案，但这目前还没有低端可以解决的技术。” Mittleman说，“所以这个高科技方案是最好的解决办法。”
制药公司也采用高科技解决方案，不用向胶囊里插入针头就可以检验他们的药丸成分。太赫兹成像技术甚至可以测量一片药丸糖衣的厚度。
Way-out applications
在密歇根州Picometrix 公司制作的太赫兹成像系统的帮助下，NASA能发现航天飞机隔热瓦泡沫材料中的小缺陷。
太赫兹也有天文方面的应用。Herschel空间天文台,一颗计划于2008年发射的人造卫星，是应用太赫兹版本的哈勃太空望远镜。在智利，世界最大的望远镜阵列之一, 阿塔卡马大型毫米波亚毫米波干涉阵(ALMA)正在构建着。它将检测太赫兹波长的电磁波，希望能发现宇宙初期的物 ..

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