——重大科技項目，國家重大目標

經過近十幾年來的研究，國際科技界公認，THz科學技術是一個非常重要的交叉前沿領域。由于THz的頻率很高（波長比微波小1000陪以上），所以其空間分辨率很高。又由于脈沖很短（飛秒），THz輻射具有很高的時間分辨率。THz成像技術及THz波譜技術就構成了THz應用的兩個主要關鍵技術。另一方面，THz的能量很小，不會對物質產生破壞作用，所以與X射線相比，它又有很大的優勢。

Yale大學 C．A．Schmutenmaer教授在今年IRMMW—THz國際會議上做大會特邀報告，題目為“Learning Chemistry and Physics to Terahertz（利用THz重新學習化學和物理學)”。可見，國際科技界對THz的重視。

國際科技界對THz輻射有以下幾點認識：

l、THz輻射是一種新的、有很多獨特優點的輻射源。
2、THz技術為科學技術的創新、國民經濟發展和國家安全等方面提供了一個非常誘人的機遇。

因此，積極開展THz科學技術的研究工作對我國具有重要的戰略意義。

A．科學研究的新的強有力的新方法

（1）THz成像和THz波譜學在物理學、化學、生物醫學、天文學、材料科學和環境科學等方面有著極其重要的應用。

（2）THz波不僅可以成像而且可以作為一種特殊而有效的探針，對物質內部進行深入研究，提供關于物質的化學及生物成分、波譜特性、THz標記、量子互作用過程等重要信息。
例如：利用THz很高的時域分辨率研究CdSe光導量子過渡現象，研究Ti0₂納米晶格中載流子的輸運過程，以及研究調控原子／分子的無輻射量子躍遷等方面均取得了重要的新成果。THz量子光學及量子計算機應用及強磁場下半導體的THz輻射等方面都作出了很突出的成就。
利用強功率THz輻射可激發起物質內部原子及分子的非線性動力學過程，從而利用大功率超短脈沖THz可以在分子水平上研究物質的非線性特性。

（3）THz在等離子體檢測方面也有重要的優勢。利用THz輻射可以探測出高溫、高密度等離子體中密度的空間分布。THz在天文學研究上的應用顯得很突出，科學家們在南極建立了一個移動天文站，利用THz望遠鏡觀察到很多重要的新星體，對于研究宇宙的起源和星體的形成有重要的意義(值得一提的是我國在2005年初，也在南極建立了一個研究站)。

因此，國際科技界認為，THz輻射可能引發科學技術的革命性發展。

B．THz技術對國民經濟發展將起著重要的推動作用

（1）THz在生物醫學上的應用具有很大的吸引力。在皮膚癌的診斷和治療，DNA的探測，THz的醫學應用，THz斷層成像，THz生物化學應用，藥物的分析和檢測等方面都顯示了其強大的功能和成效。
基于對蛋白質及基因特性等的研究，可建立起THz生物分子診斷技術。
從而極大推動分子生物學的發展，并在醫療及藥品的研制鑒定方面有很大的應用前景。

（2）由于生物大分子的振動和轉動頻率均在THz波段，而THz輻射技術又可提取DNA的重要信息，因此，THz在植物，特別是糧食選種，優良菌種的選擇等方面可以起重要的作用。總之太赫茲科學技術對農業、食品加工等行業有重要意義。
THz在生物醫學上有廣泛的應用前景，下圖表示在THz對皮膚癌的診斷和應用。

（3）THz輻射可以穿透煙霧，又可檢測出有毒或有害分子，所以在環境監測和保護方面可以發揮重要作用。據報道，THz環境監控設備（利用CO₂激光作為泵源產生的2.5THz)已安裝在美國衛星上。

C．THz在國家安全、反恐方面的應用有著獨特的優勢

（1）利用THz可以穿透物質的特性，英國首先研制了THz攝像機并且已在機場安全檢查方面進行試用，效果很好。特別重要的是美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）和田納西大學合作，開展“穿墻計劃（Through wall Program）”，利用THz成像技術從外部獲得墻內信息。顯然，這項穿墻技術在國家安全方面有很重要的價值。
此外，利用THz波譜可以快速、有效的檢查和識別毒品，美國已開展用THz譜技術檢查郵件等項目，包括THz化學和生物制品的檢測。

（2）THz在雷達和通信等方面的應用也有很大的潛力。THz在太空通信方面的巨大優勢是沒有疑問的。THz的大氣窗口也已研究過(圖6所示)。THz雷達在反隱身方面有特殊的功能。下面的報告中會談到大功率THz輻射源的問題，這方面的研究工作是為THz雷達等做準備的。THz衛星太空成像和通信技術可能是今后大國關注的重要領域。

（3）THz應用于航天飛機可能故障的探測
哥倫比亞號航天飛機失事之后不久，根據航天飛機發射時拍攝的錄像資料，提出了對失事原因的分析。美國一個實驗室已進行了實驗。所采用的THz脈沖中心頻率為lTHz，頻帶寬度為3THz。經過多次實驗，尤其是最近的對PAL～Ramp SOFI絕熱泡沫層的成功探測，充分證明THz脈沖的確可以對航天飛機進行有效的無損探傷。我國太空發展計劃肯定會需要這樣的技術。