太赫兹科学技术的新发展

（1）利用THz可以穿透物质的特性，英国首先研制了THz摄像机并且已在机场安全检查方面进行试用，效果很好。特别重要的是美国橡树岭国家实验室（ORNL）和田纳西大学合作，开展"穿墙计划（Through wall Program）"，利用THz成像技术从外部获得墙内信息。显然，这项穿墙技术在国家安全方面有很重要的价值。
此外，利用THz波谱可以快速、有效的检查和识别毒品，美国已开展用THz谱技术检查邮件等项目，包括THz化学和生物制品的检测。

（2）THz在雷达和通信等方面的应用也有很大的潜力。THz在太空通信方面的巨大优势是没有疑问的。THz的大气窗口也已研究过(图6所示)。THz雷达在反隐身方面有特殊的功能。下面的报告中会谈到大功率THz辐射源的问题，这方面的研究工作是为THz雷达等做准备的。THz卫星太空成像和通信技术可能是今后大国关注的重要领域。

（3）THz应用于航天飞机可能故障的探测
哥伦比亚号航天飞机失事之后不久，根据航天飞机发射时拍摄的录像资料，提出了对失事原因的分析。美国一个实验室已进行了实验。所采用的THz脉冲中心频率为lTHz，频带宽度为3THz。经过多次实验，尤其是最近的对PAL～Ramp SOFI绝热泡沫层的成功探测，充分证明THz脉冲的确可以对航天飞机进行有效的无损探伤。我国太空发展计划肯定会需要这样的技术。

D、THz科学技术是新一代IT产业的基础

（1）科学家们预计，一旦THz辐射源、THz检测技术等发展以后，THz可以在现代IT科学技术和工业领域有极强的竞争力。下面将要说明这种竞争实际上已经开始。

（2）随着THz科学技术的发展，很多高科技公司相继诞生，例如：英国Rultherford国家实验室(Rutherford Appleton Lab（RAL）)及欧洲航天局(ESA)于2002年起，执行Star Ti ger 计划成功后，建立了一个公司ThruVision公司，专门从事有关THz成像的商品化工作，开发出被动式THz成像仪，有以下特点：  a．被动式不需要THz源；b．可实时成像。英国剑桥大学孵化出(Spinoff)一个高科技公司一TeraView Ltd．从事THz摄像机的开发；

（3）美国Michigen大学及Stanford大学孵化出Picometrix；Physicalscience Inc．；Calabazas Creek Res．Inc．等公司。基地设在加州的Picometrix公司的任务是"将THz科学技术交给政府及大学实验室手中，以便他们用于各项研究工作"。

（4）日本也有很多公司，它们已经在从事包括高功率THz源在内的有关THz科学技术的研究、开发及成果的商业化等工作。可见，以THz科学技术为基础的新一代IT产业已开始逐步形成。

E．研究THz技术本身就是一门重要的学科

如各种THz辐射的产生机制、超短脉冲THz的传播和传输、THz与物质的相互作用等。

下面给出几幅THz成像及THz波谱的结构框图。其中，有一幅是JPL研制的150微米的THz成像框图。由这些框图可以看到THz成像和THz波谱的发展和应用。

同时也可以看到为了建立THz成像和THz波谱需要研究哪些THz器件和元件，如：THz源，THz检测，混频，THz传输、谐振等，以构成一个完整的THz成像和THz波谱系统。从下节起，我们将讨论这些器件和元件。

四、太赫兹辐射源

有很多方法都可以产生THz辐射。

（1） 半导体THz源（包括THz量子级联激光器等）。
（2） 基于光子学的THz发生器。
（3） 利用自由电子的THz辐射源（包括THz真空器件，电子回旋脉塞和自由电子激光）。
（4） 基于高能加速器的THz辐射源

不同的用途对THz源可能提出不同的要求。有点要求输出功率较大，有的要求有较合适的频率。
2002年在Nature上发表了两篇THz源的重要文章。这两篇文章对THz源的发展起到了很大的推动作用。

（1）"Terahertz  semiconductor  heterostructure  laser"，Nature417，156－159，2002．By Italian and UK Scientists，Radiomen Kiblen etc，It is considered as a breakthrough in the Quantum cascade lasers．
（2）"High  power  Terahertz  Radiation  From  RelativisticElectronics"，Nature 420，153—156，2002，这篇文章被Nature编辑部确定为"研究亮点(Research highlights)"．这项工作是由以下三个美国国家实验室：Lawrence Livermoe，Brookhaven and Jeffersan NationalLabs完成的。

两篇文章中一篇是有关量子级联激光的突破，这是一种非常重要的半导体THz辐射源。另一篇是基于自由电子的有关高功率THz辐射的，结合了光子学和电子学技术。

1、半导体太赫兹源

固态THz源具有小巧、价格低廉和频率可调的特点，是