تکنولوژی Terahertz و کاربرد آن

T-ray یک تکنیک است که از امواج Terahertz استفاده می کند، به اصطلاح علوم ترهتن، برای مطالعه بخش هایی از یک موج Z-الکتریکی که می توانند از طریق بسیاری از آنها را ببینید. بیش از 100 سال پیش، تراهرتز در نجوم مادون قرمز ذکر شده بود، اما به ندرت در تحقیقات علمی و امور مدنی لمس شد. در مایکروویو، تکنولوژی نور مرئی و مادون قرمز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، دلیل اصلی توسعه تاخیر ترهرتز در فقدان آشکارساز و منبع، تا 10 سال اخیر با بهبود روش های تحقیق، مردم در تحقیق این فیلد دارای یک توسعه بزرگتر است. در حال حاضر مطالعه ترهرتز به یک حوزه جدید تبدیل شده است و مطالعه ترهرتز از سه واحد 20 سال پیش به بیش از 200 واحد در سراسر جهان افزایش یافته است.

موج Terahertz موج امواج الکترومغناطیسی با فرکانس های 0.1THz تا 10.0THz است. این دارای ویژگی های برجسته بسیاری است و توسط ایالات متحده به عنوان یکی از "10 فناوری برتر است که جهان آینده را تغییر خواهد داد." طیف سنجی Terahertz، تصویربرداری terahertz و ارتباط terahherzz سه جهت عمده تحقیق است. این برنامه کاربردی مهم در بسیاری از زمینه های علمی مانند بازرسی ایمنی، تشخیص غیر انسانی، آستروفیزیک، زیست شناسی، پزشکی، فیزیک جو، محیط زیست و علوم نظامی است. دیود شاتکی با فرکانس برش زیاد می تواند مخلوط کردن، تشخیص و دو برابر شدن امواج ترهتن در دمای اتاق را تحقق بخشد. علاوه بر این، تطبیق مدار ترهتن با ضخامت کم، اساس تکنولوژی ترهارت است.

موج THZ 10 THZ فرکانس از 0.1 T (در طول 3 میلیمتر به 30 um) طیف الکترومغناطیسی است، آن را بین موج میلیمتری و نور مادون قرمز، تا به حال هنوز به طور کامل شناخته شده انسان و استفاده از منابع طیف است، انتظار می رود برای برقراری ارتباط (ارتباطات پهن باند، رادار، اقدامات الکترونیکی، سلاح الکترومغناطیسی، تغییرات عمیق، بازرسی ایمنی و غیره

Terahertz ویژگی های منحصر به فرد برای ارتباطات (ارتباطات پهن باند، رادار، اقدامات الکترونیکی الکترونیکی، سلاح الکترومغناطیسی، نجوم، تصویربرداری پزشکی (بدون ژن مارکر از معاینه تصویربرداری، سطح سلولی)، تست غیرمخرب، بازرسی ایمنی (آزمایش بیوشیمیایی) و زمینه های دیگر با توجه به فرکانس بالا terahertz، وضوح فضایی آن نیز بالا است و همچنین به دلیل پالس کوتاه آن (به ترتیب picosecond) دارای رزولوشن زمان بالا است. تصویربرداری ترافیک و طیف سنجی terahertz دو تکنولوژی کلیدی برای برنامه های teraherz است در عین حال، از آنجا که تراهرتز در انرژی کم است و ماده را نابود نمی کند، از مزایای بیش از اشعه ایکس برخوردار است. علاوه بر این، به علت ارتعاش ماکرومولکول های بیولوژیکی و فرکانس چرخش فرکانس رزونانس در گروه موج THZ، بنابراین تراهرتز در انتخاب غذا، انتخاب سوپ های خوب و دیگر صنایع کشاورزی و صنایع غذایی دارای یک برنامه مناسب است روستا کاربرد تهراهت هنوز در حال توسعه و تحقیق است و چشم انداز وسیع علمی آن در سراسر جهان به رسمیت شناخته شده است.

پس از گذشت بیش از یک دهه تحقیق، جامعه علمی بین المللی علم و فناوری THZ را به عنوان یک مرز بسیار مرزی بسیار مهم شناخته است. با توجه به فرکانس بالا (طول موج بیش از 1000 کوچکتر از مایکروویو) THz دارای رزولوشن فضایی بالا است. از آنجا که پالس کوتاه است (femtosecond)، پرتو THz دارای رزولوشن زمانی بالا است. تشخیص THz و طیف سنجی THz دو تکنولوژی کلیدی در برنامه THz هستند. از سوی دیگر، انرژی THz کوچک است، چیزها را نابود نمی کند، بنابراین مزیت بزرگی در برابر اشعه های X دارد.

Terahertz نمی تواند جایگزین اشعه ایکس شود، اما دارای مزایایی است که اشعه ایکس نمی تواند باشد. اشعه ایکس و اولتراسوند می توانند مشخصات و وضعیت جسم را بیابند، اما نمی توانند خواص شیمیایی جسم را تشخیص دهند، اما نمی توانند تفاوت بین مواد منفجره و مواد مخدر را تشخیص دهند، اما تراهرتز توانایی دارد، مبارزه بین المللی علیه تروریسم است مهم است Terahertz شناسایی کرده است بیش از 50 از صدها نوع مواد منفجره و معادن که در حال حاضر توسط انسان اختراع شده است. آخرین توسعه حدود 30 متر است، و ترهادرت می تواند انفجار را با دقت مشخص کند. مطمئنا 30 متری فاصله زیادی نیست، اما این یک دارایی با ارزش است که نسبت به سایر اقدامات امنیتی منحصر به فرد است.

Terrahertz آینده محدوده کاربرد چهار جنبه زیر را گسترش می دهد، یکی مطالعه خواص مواد، به ویژه مولکول های نور و نیمه هادی، ویژگی های تحقیق ابررسانای دما بالا Terrahertz طیف سنجی از زمینه های دیگر، دوم است تصویربرداری THZ و تکنولوژی تصویر برداری CT، سه پژوهش در زمینه علوم زیست شناسی و پزشکی، از جمله از تشخیص سرطان به تجزیه و تحلیل ژنتیکی و غیره است. آخرین مطالعه نشان داد که مردم اغلب قهوه را در صورت ملاقات با برخی از مواد مخدر، ممکن است تبدیل به "سم "و استفاده از فن آوری تراهرتز، در زمینه داروسازی، تشخیص زودهنگام سرطان و غیره، احتمال موفقیت جدیدی خواهد بود.

روشهای جدید و جدید قدرتمند تحقیق علمی

(1) تصویربرداری THz و طیف سنجی THz کاربرد بسیار مهمی در فیزیک، شیمی، علوم زیست پزشکی، نجوم، علوم مواد و علوم زیست محیطی دارند.

(2) تصویربرداری از موج THz نه تنها می تواند به عنوان نوعی از پروب ویژه و موثر انجام شود، تحقیق کامل را برای مواد درونی، در مورد ترکیب شیمیایی و بیولوژیکی فیزیکی، ویژگی های طیفی، نشانگر THz، فرآیند تعامل کوانتومی و سایر اطلاعات مهم

برای مثال: با استفاده از تحقیق THz، پدیده انتقال کوانتومی نوری با رزولوشن بالا CdSe، پدیده انتقال کوانتومی اپتیک Ti02، آزمایش تحقیق Ti02 نوری شبکه در فرآیند حمل و نقل و کنترل اتم ها / مولکول های تحقیق بدون جهش کوانتومی پرتو، و غیره نتایج مهم جدید به دست آمده است. دستاوردهای بزرگی در اپتیک کوانتومی THz، برنامه های کامپیوتری کوانتومی و تابش THz از نیمه هادی ها در میدان مغناطیسی قوی ساخته شده است.

با استفاده از قدرت قوی قدرت پرتوهای THz می تواند فرایند دینامیکی مواد داخلی داخلی اتم ها و مولکول ها را تحریک کند و به همین ترتیب THz پالس های Ultrasort پر قدرت می تواند ویژگی غیر خطی مواد در سطح مولکولی را مطالعه کند.

(3) THz همچنین دارای مزایای مهمی در تشخیص پلاسما است. توزیع فضایی تراکم در پلاسمای با دمای بالا و پلاسما با تراکم بالا می تواند با تابش THz تشخیص داده شود. تلسکوپ THz از کاربرد در تحقیقات نجومی استقبال می کند، دانشمندان در ایستگاه قطب جنوب نجوم تلفن همراه را راه اندازی کردند، با استفاده از تلسکوپ THz مشاهدات بسیاری از ستارگان مهم جدید برای مطالعه منشاء جهان و تشکیل ستارگان اهمیت مهمی دارد اشاره در اوایل سال 2005 در چین، همچنین یک ایستگاه تحقیقاتی در قطب جنوب تاسیس کرد).

تکنولوژی THz نقش مهمی در ترویج توسعه اقتصاد ملی ایفا خواهد کرد

(1) استفاده از THz در علوم زیست پزشکی بسیار جذاب است. در تشخیص و درمان سرطان پوست، شناسایی DNA، استفاده پزشکی از گسل تصویربرداری THz THz، THC biochemistry اعمال، تجزیه و تحلیل دارو و تشخیص و غیره، همه نشان می دهد ویژگی های قدرتمند و نتایج آن است.

فن آوری تشخیص بیومولکول THz می تواند بر اساس مطالعه پروتئین و ویژگی های ژنی ایجاد شود.

بنابراین، این امر می تواند تا حد زیادی توسعه زیست شناسی مولکولی را ترویج کند و دارای چشم انداز کاربردی در درمان پزشکی و تحقیق و شناسایی دارو است.

(2) به دلیل فرکانس چرخش ماکرومولکول های ارتعاشی و بیولوژیکی در گروه موج THz و تکنولوژی تابش THz می تواند اطلاعات مهم DNA را استخراج کند، در نتیجه، THz در گیاهان، به خصوص انتخاب مواد غذایی، انتخاب گونه های عالی می تواند نقش مهمی ایفا کند به یک کلام، علم و فناوری ترهارت گرایانه برای کشاورزی، صنایع غذایی و سایر صنایع اهمیت زیادی دارد.

THz کاربرد گسترده ای در زیست پزشکی دارد. شکل زیر نشان دهنده تشخیص و کاربرد سرطان پوست در THz است.

(3) اشعه THz می تواند نفوذ دود و تشخیص مولکول های سمی یا مضر، بنابراین می تواند نقش مهمی در نظارت و حفاظت از محیط زیست بازی کند. گزارش شده است که تجهیزات مانیتورینگ محیط زیست THz (2.5 اینچ تولید شده با استفاده از لیزر CO2 به عنوان منابع پمپ) در ماهواره ما نصب شده است.

THz دارای مزایای منحصر به فرد در استفاده از امنیت ملی و ضد تروریسم است

(1) با استفاده از اموال THz قادر به نفوذ به مواد است، بریتانیا برای اولین بار دوربین THz را توسعه داد و در زمینه بازرسی امنیتی فرودگاه، با نتایج خوب آزمایش شده است. به طور خاص، ORNL در حال کار با دانشگاه تنسی در برنامه "از طریق دیوار" است که با استفاده از THz تصویربرداری برای دریافت اطلاعات از خارج. بدیهی است، این تکنیک در امنیت ملی اهمیت زیادی دارد

علاوه بر این، استفاده از طیف سنجی THz می تواند به سرعت و به طور موثر تشخیص و شناسایی مواد مخدر. ایالات متحده پروژه هایی مانند استفاده از طیف سنجی THz را برای بررسی پست، از جمله شناسایی مواد شیمیایی THz و محصولات بیولوژیکی انجام داده است.

(2) THz نیز پتانسیل بالایی در برنامه های راداری و ارتباطات دارد. شکی در مورد مزیت بزرگ THz در ارتباطات فضایی وجود ندارد. پنجره اتمسفر THz نیز مورد مطالعه قرار گرفته است (شکل 6). رادار THz دارای عملکرد خاص در ضد خفا است. گزارش زیر در مورد مسئله منابع پرتوی THz با قدرت بالا است که برای رادار THz و دیگران آماده شده است. تصویربرداری فضایی و تکنولوژی ارتباطات ماهواره ای THz ممکن است نواحی مهم نگرانی برای قدرت های آینده باشد.

(3) THz برای تشخیص شکست احتمالی شاتل فضایی استفاده می شود

بلافاصله پس از سقوط شاتل فضایی کلمبیا، تجزیه و تحلیل علل سقوط بر اساس فیلم های ویدئویی از راه اندازی شاتل فضایی ارائه شد. یک آزمایشگاه آمریکایی انجام آزمایشات داده است. فرکانس مرکز THz پالس lTHz و پهنای باند 3THz است. از طریق تعدادی از آزمایشات، به ویژه تشخیص موفقیت آمیز PAL ~ Ramp SOFI، لایه فوم عایق، THz پالس می تواند به طور موثر بررسی غیر مخرب از شاتل فضایی. برنامه فضایی ما قطعا به چنین فن آوری نیاز دارد.

علم و فناوری THZ بنیان نسل جدید فناوری اطلاعات است

(1) دانشمندان انتظار دارند THz در فناوری های مدرن فناوری، فناوری و صنعت بسیار رقابتی باشد، زمانی که منابع THz و فناوری تشخیص THz توسعه یافته است. این رقابت واقعا آغاز شده است.

(2) با توسعه علوم و تکنولوژی THz، بسیاری از شرکت های با تکنولوژی بالا متولد شده اند، به عنوان مثال: آزمایشگاه ملی Rultherford ملی (Rutherford اپلتون آزمایشگاه (RAL)) و آژانس فضایی اروپا (ESA) در سال 2002، اجرایی Star Ti ger پس از موفقیت این طرح، شرکت ThruVision را تاسیس کرد، متخصص در این کار، تجاری سازی تصویربرداری THz، تصویربرداری THz Passive THz، ویژگی های زیر را دارد: a. منفعل نیازی به منبع THz نیست B. تصویربرداری در زمان واقعی. دانشگاه کمبریج TeraView Ltd، یک شرکت با تکنولوژی بالا به نام Spinoff، تولید کرده است. مشارکت در توسعه دوربین THz؛

(3) Picometrix در دانشگاه میشیگان و دانشگاه استنفورد انکوباسیون شد. Physicalscience Inc.؛ مجله Calabazas Creek Res. شرکت هایی مانند. Picometrix که در کالیفرنیا مستقر است، مسئولیت تحویل دانش و تکنولوژی THz را به دولت و دانشگاه LABS می دهد تا بتوانند برای تحقیق مورد استفاده قرار گیرند.

(4) شرکت های بسیاری در ژاپن نیز حضور دارند که در تحقیق، توسعه و تجاری سازی علم و فناوری THz از جمله منبع THz با قدرت بالا مشارکت دارند. IT می تواند دیده شود که یک نسل جدید فناوری اطلاعات مبتنی بر فناوری THz به تدریج شکل گرفته است.

مطالعه تکنولوژی THz خود موضوع مهم است

مانند مکانیزم نسل پرتوهای مختلف THz، انتشار و انتقال THz پالس فوقانی کوتاه، تعامل بین THz و ماده، و غیره

در زیر تعدادی از نمودارهای ساختاری تصویربرداری THz و طیف THz وجود دارد. یکی از آنها یک بلوک تصویر THz 150 میکرون است که توسط JPL طراحی شده است. ایجاد و استفاده از تصویربرداری THz و طیف THz را می توان از این نمودارهای بلوک دیده شود.

در همان زمان نیز می توانید ببینید که برای ایجاد تصویربرداری THz و طیف THz نیاز به مطالعه آنچه THz دستگاه ها و اجزای، مانند: منابع THz، تشخیص THz، مخلوط کردن، انتقال THz، رزونانس، و غیره، برای تشکیل یک سیستم کامل از تصویربرداری THz و طیف THz. از بخش بعدی، ما درباره این دستگاه ها و اجزای آن صحبت خواهیم کرد.