什么是太赫兹波？

太赫兹波是指频率约为100GHz~10THz的电磁波，处于毫米波和远红外线之间。其波长范围约为3mm~0.03mm。太赫兹波具有容易穿透物质、直进性好的特点，另外，因其不会像X射线那样破坏活体组织而很安全。所以，在无损检测、成分分析、医疗诊断和无线通信等众多领域，太赫兹波开始得以实际应用。
使太赫兹波振荡的方法有多种，比如将频率乘以整数倍的倍频方式、将不同频率的光混合起来的混光方式、以及适合小型化的谐振隧穿二极管等。
未来需要解决的课题包括提高振荡器效率和输出、小型化以及降低系统整体成本。如果这些课题得以解决，太赫兹波将有望进一步扩大实际应用。

太赫兹波的频段

太赫兹波是指介于电波和光波之间的电磁波。其频率约为100GHz（0.1THz）~10THz，波长约为3mm~0.03mm。

* 电磁波：通过电力作用产生的“电场”和磁力作用产生的“磁场”的相互作用来传播的波。

* 频率（Frequency）：表示电磁波的波每秒振荡的次数；频率越高，波的能量越大。其单位是赫兹（Hz）。

* 波长（Wavelength）：表示从电磁波的一个波峰到下一个波峰的距离，波长越长，频率越低，波的能量越小。其单位是米（m）。

太赫兹波的特点

下面详细介绍太赫兹波的特性和应用。

1. 穿透性：可穿透电介质

太赫兹波可轻松穿透纸张、塑料、陶瓷、木材、纤维等材质，也就是说，通过太赫兹波可以“看到内部”。利用该特性，可在不破坏物质内部结构的情况下研究物质的内部结构，因此有望在这类应用中发挥重要作用。例如，用来检查食品中是否有异物、检测隐藏在建筑物墙壁内的布线、检测障碍物等。
*电介质：一种性质与绝缘体相似、能够存储电能、不易导电的物质。

2. 直进性：与无线电波相比，直进性更好

太赫兹波具有像激光束一样出色的直进性，支持镜面反射和透镜聚光等光学处理。该特性可用于感测和成像技术（对物体进行成像的技术）。目前，正在推进相关的研究，以促进在材料缺陷检测和医疗领域的癌症检测等领域的实际应用。

3. 吸收性：很容易被水吸收

太赫兹波很容易被水强吸收。利用该特性，可以检测皮肤和水果等物质中的含水量、分析物质的成分等。另外，通过检测大气中的微量水分，还可以提高局部降雨量等天气信息的预测精度。

4. 指纹图谱：区分物质

不同的物质所吸收的频率也不同。太赫兹波谱中典型的图谱称为“指纹图谱”。很多生物分子、蛋白质、高分子材料等都有其特有的吸收特性，通过测量其吸收率可以判定对象物质。该特性有望应用于违禁药品检测、画作鉴定、物质成分分析等领域。

5. 高速通信：支持高速、大容量的数据传输

将太赫兹波段的信号用于通信领域时，与传统的无线通信系统相比，可以大幅提高通信速度。另一方面，太赫兹波容易被水分（雨水、湿气等）吸收、因直进性好而容易受到障碍物（建筑物、人等）影响等特性，使其在通信领域的应用存在一些问题。尽管还存在各种技术课题，不过其面向实际应用的研究正在取得进展，有望更快、更大容量地传输数据的太赫兹波无线网络，有望作为下一代通信标准投入实际应用。

6. 安全：不会损害物质和人体

一般来说，紫外线、X射线等高能电磁波可能会对细胞造成损害，人们担心过度接触可能会对人体产生不良影响。而太赫兹波的能量低于可见光，不会对人体造成辐射性伤害。因此，有望在机场入口等处的安检、医疗诊断等领域得到有效利用。

实际应用之路

尽管太赫兹波具有优异的特性，有望被用于以往的无线电波和光难以触及的众多领域，但在投入实际应用之前，仍有很多课题需要解决。为了解决这些课题，并进一步扩大其应用范围，新材料和新技术的研究和开发也正在推进中。为了实现更加便利和安全的未来，基于太赫兹波的新型设备和系统的问世将备受期待。