毫米波及太赫兹技术

姓名：边颖超

太赫兹频谱 太赫兹频谱范围

太赫兹频谱 太赫兹频谱范围

学号：19021210974

毫米波是指频率在30～300 GHz之间的电磁波，太赫兹波是指频率在100 GHz～10 THz之间的电磁波。这两段电磁频谱处于传统电子学和光子学研究频段之间的特殊位置，过去对其研究以及开发利用都相对较少,如图1毫米波及太赫兹频段在电磁波谱中的位置图。随着雷达和通信等应用的高速发展，现有的频谱资源已变得日益匮乏，开发新频段已逐渐成为解决此矛盾的一种共识，而在毫米波和太赫兹频段存在大量未被开发的频谱资源，使得毫米波和太赫兹频率适于作为未来雷达和通信等应用的新频段。

近几十年来,毫米波技术得到了长足的进步。毫米波芯片方面，如主流集成电路工艺的(GaAs)、磷化铟(InP)等；在毫米波真空电子器件方面，如加拿大CPI公司研制的速调管(Klystron)在W波段上获得了超过200W的脉冲输出功率；具体的应用已经扩展到多个领域，如毫米波通信、毫米波成像、毫米波雷达等。

而太赫兹技术作为一项新起之秀，相对于毫米波技术，还处在探索阶段。其兼有微波/毫米波和可见光两个区域的特性，融合了微波和可见光的优点，其在宽带通信、精细成像方面具有重要的应用价值。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。近三十年来，太赫兹源、检测及相关元器件取得了重要进展。如今已在物理、化学生命科学、材料科学、通信等领域掀起了一轮研究热潮，成为下一代信息产业的科学技术基础，对现代科学技术、国民经济、国防建设具有重大意义。

THz波的波长处于微波及光之间，因此在应用方面，相对于其他波段的电磁波具有非常强的互补特征。与微波、毫米波相比，THz探测系统可以获得更高的分辨率，具有突出的抗干扰能力和独特的反隐身能力；与激光相比THz系统具有视场范围宽、搜索能力好、适用恶劣气象条件等优点。

首先，THz科学技术可以为科学研究提供强有力的新方法。THz科技在物理学、化学、生物医学、天文学、材料科学和环境科学等方面有极其重要的应用。例如THz波不仅可以成像，而且可以作为一种特殊而有效的探针，对物质内部进行深入的研究，提供关于物质的化学及生物成分、波谱特性、THz标记、分子动力学过程，乃至量子互作用过程等重要信息。其次，THz科技对国民经济发展将起重要的推动作用。例如THz在生物医学上的应用具有很大的吸引力，在皮肤癌的诊断和治疗、DNA的探测、THz断层成像、THz物分析和检测等方面都显示了强大的功能和成效。，THz技术在安全、反恐方面的应用有着独特的优势；THz技术是新一代IT产业的基础，如图2，日本第三代太赫兹通信技术(0.12THz)已用于2008奥运会高清赛事转播。以及研究THz科学技术本身就是一门重要的学科。

请问什么是太赫兹？

5G商用刚刚落地，6G研发工作正式启动的消息就已经传来。与6G同时进入公众视野的还有一项新技术，那就是“太赫兹”。太赫兹通信被认为是实现6G的关键技术。“太赫兹”究竟是什么呢？

THz太赫兹频谱分析仪现在国内能做到多高的频率？

THz频谱分析大多数采用微波毫米波频谱分析仪加下混频模块来实现，早期的混频模块直接利用微波频谱分析仪的本振（一般都低于20GHz），高次谐波混频，其优点是：混频模块简单，体积小，方便与被测件连接，缺点是：变频损耗大，灵敏度低，在显示器中出现的谱众多，不容易识别被测信号的真实频率。电科41所对微波频谱分析仪的本振进行多次倍频放大，降低谐波混频次数，不仅大大降低变频损耗，提高THz频谱分析系统的灵敏度，另外，电科41所推出了谱识别选件，通过一键作，可以使得显示屏上的谱大大减少，给作者带来极大方便。现在国内做的频率应该是电科41所，可以测到500GHz。

太赫兹芯片是什么原理

太赫兹芯片是一种全新的微芯片，是一种信号放大器，运行速度达到了1太赫兹，创下了最新的吉尼斯世界纪录。

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经济以及安全的很多方面， 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、性、瞬态性和宽带等特性。

太赫兹的定义

THz波（太赫兹波）包含了频率为0.1到10THz的电磁波。该术语适用于从电磁辐射的毫米波波段的高频边缘（300 GHz）和低频率的远光谱带边缘（3000 GHz）之间的频率，对应的波长的辐射在该频带范围从0.03mm到3mm（或30~3000μm）。

太赫兹频段的人体材料电磁参数是多少

0.1THz到10THz之间。

太赫兹频段的人体材料电磁主要指频率在0.1THz到10THz之间的电磁波，太赫兹电磁频谱位于微波与线之间。

太赫兹是波动频率单位之一，又称为太赫，或太拉赫兹。

什么是太赫兹？

波动频率单位之一。

太赫兹（Tera Hertz，THz）是波动频率单位之一，又称为太赫，或太拉赫兹。等于1,000,000,000,000Hz，通常用于表示电磁波频率。

特点：

量子能量和黑体温度很低。

许多生物大分子的振动和旋转频率都处于THz波段，所以利用THz波可以获得丰富的生物及其材料信息。

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。

THz的时域频谱信噪比很高，使THz非常适用于成像应用。