基于太赫兹通信的研究生论文

太赫兹是指频率在范围内的电磁波，1THz=10^12Hz。太赫兹波介于微波和可见光之间，在长波段与毫米波重合，而在短波段与红外线重合。它在电磁波频谱中占有很特殊的位置，因此具有很多特殊的性质。果寡糖是一种高效、实用、无污染、无残留的抗生素替代品，它不仅可以改善肠道微生态，而且能调节蛋白质和脂肪等物质的代谢，提高机体的免疫力。在日本，果寡糖约有500多种产品，已被视为一种食品。一些发达国家已经将果寡糖作为一种功能性添加剂用于动物养殖业。雪莲果含有丰富的果寡糖，而且其所含的水溶性膳食纤维能促进肠道蠕动，润肠通便，防止便秘。最神妙之处在于它还是双歧杆菌繁殖生长所需的最佳营养成分，是双歧杆菌的增殖因子。所以，研究适应本地的雪莲果高效栽培模式具有重要的市场意义。但是，由于糖类分子没有共振吸收，用以往的光谱学手段较难获得其特征光谱，故很难对果寡糖进行准确测定。然而，太赫兹覆盖的光谱范围宽、功率弱、穿透能力强、对生物样品无损伤，用太赫兹技术测定可表明不同糖类化合物在太赫兹波段范围内有各自的特征吸收峰。所以，可用太赫兹技术对雪莲果等富含果寡糖成分的植物进行辅助选育，这在技术水平上将是一次重大的突破和创新。在中国，电子科技大学、四川农业大学、四川省农科院、欧华生物科技和电子科大科创有限公司联合申报了利用太赫兹技术引进富含果寡糖植物的项目。项目重点在于测定果寡糖的太赫兹特征光谱，引种、选育及产业化富含果寡糖的雪莲果。日前，该项目已经顺利通过了成都市科技局的审批。这标志着太赫兹技术在四川省的应用有了实质性的推进，对太赫兹产业化有着重要的意义。2.深藏不露的太赫兹波：从检测肿瘤到探索宇宙为断骨透视成像的X射线、加热剩菜的微波，二者都属于电磁波的一部分，电磁波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，或者称为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PhysicalReview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的但更有用的。“在这点上技术还很稚嫩，”Rice大学太赫兹实验室电力工程师DanielMittleman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。”很多日常材质，比如衣物、塑料和木头在太赫兹成像中看起来就是透明的。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PhillipMorris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，但是在工厂安装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。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体。尽管如此，太赫兹技术仍然处于起步阶段，Mittleman告诫大家，要认识到过分吹嘘太赫兹波实际能力的危险。“人们对太赫兹的利用可以列出一个很长的表单，而且还不是完全的涉及到了。”他说，“我坚信，在一些想法上会取得成功。我也不会惊讶，如果成功的是我们甚至没有想过的东西。”