談到紅外光、激光和微波等技術(shù),相信大多數(shù)人都有所了解。不過(guò),知道<a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/title="太赫茲" target="_blank">太赫茲" title="太赫茲" target="_blank">太赫茲技術(shù)的人卻寥寥無(wú)幾了。早在2004年,美國(guó)首次提出太赫茲(THz,1012Hz)技術(shù),并且被列為“改變未來(lái)世界的十大技術(shù)”之一。
中國(guó)科學(xué)院院士姚建銓表示,“太赫茲技術(shù),在光學(xué)領(lǐng)域有一個(gè)近年來(lái)為大眾所熟知的名字——遠(yuǎn)紅外線”。 人類(lèi)社會(huì)存在諸如電磁波、震動(dòng)波、伽馬射線、X射線等各式各樣的光波,而太赫茲波是人類(lèi)迄今為止了解最少,開(kāi)發(fā)最少的一個(gè)波段。
據(jù)悉,研究人員已經(jīng)研發(fā)出一種太赫茲發(fā)射器,該發(fā)射器的數(shù)據(jù)傳輸速度要比5G至少快10倍,而該技術(shù)有望在2020年實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
為期五天的2017國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議 ( ISSCC) 于2月5號(hào)到9號(hào)在加利福尼亞州的舊金山舉行,根據(jù)安排,太赫茲發(fā)射器在這次電路會(huì)議上被展示,這種傳送機(jī)能夠?qū)⒁粋€(gè)DVD上的全部?jī)?nèi)容瞬間發(fā)送完畢。(編者注:太赫茲頻率是一種新的巨大頻率資源,有望在未來(lái)應(yīng)用于超高速無(wú)線通信。)
Minoru Fujishima 是日本廣島大學(xué)的教授,也是太赫茲研究者之一。他說(shuō):“太赫茲也能與衛(wèi)星進(jìn)行超高速連接,而與衛(wèi)星的連接,只能通過(guò)無(wú)線。這也有好處,比如,它極大地促進(jìn)了動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接的發(fā)展。其它可能的應(yīng)用包括快速將資源下載到移動(dòng)設(shè)備,基站之間實(shí)現(xiàn)超快速無(wú)線連接?!?/p>
據(jù)了解,該研究小組研發(fā)的是一款頻率在290GHz 到 315GHz 的發(fā)射器,能夠?qū)崿F(xiàn)105Gbps的通信速度。雖然這個(gè)范圍的頻段現(xiàn)在還沒(méi)有被分配,但值得注意的是它處于275GHz 到 450GHz 范圍內(nèi),該頻段將在國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信部門(mén)組織的2019世界無(wú)線電大會(huì)上進(jìn)行討論。
去年該研發(fā)小組就曾向大家展示了通過(guò)使用正交調(diào)幅(QAM)大幅提高300GHz 頻率的無(wú)線連接速度的研究成果。今年,他們展示的是更快的發(fā)射器,單個(gè)通道數(shù)據(jù)速率比之前快六倍。作為集成電路發(fā)射器,它首次實(shí)現(xiàn)單個(gè)通道速率超過(guò)100 Gbps.
“今年我們新研發(fā)的發(fā)射器,傳送功率比之前的要高十倍。這使得 300GHz 的單個(gè)通道數(shù)據(jù)速率超過(guò)100 Gbit/s 成為可能?!盕ujishima 如此表示。
他還說(shuō)道:“我們通常討論兆位每秒或吉比特每秒的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸速率,但是現(xiàn)在我們正接近利用簡(jiǎn)單的單一通信通道實(shí)現(xiàn)太比特每秒的傳輸速率?!?/p>
接下來(lái),廣島大學(xué)、日本國(guó)家信息與通信研究所以及松下電器的研究小組計(jì)劃進(jìn)一步研發(fā)300GHz 的超高速無(wú)線電路。
什么是太赫茲技術(shù)?
2004年,太赫茲(THz,1012 Hz)技術(shù)首次被美國(guó)提出,并且美國(guó)政府將太赫茲技術(shù)評(píng)為 “改變未來(lái)世界的十大技術(shù)”之一;2005年,日本更是將其列為“國(guó)家支柱十大重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)”之首,舉全國(guó)之力進(jìn)行研發(fā)。太赫茲,因此成為本世紀(jì)最為重要的新興學(xué)科之一。
“太赫茲指的是電磁頻譜上頻率為0.1~10THz的輻射,波長(zhǎng)范圍為0.03~3mm,介于無(wú)線電波和光波之間”。姚建銓院士表示,太赫茲波具有穿透性強(qiáng)、使用安全性高、定向性好、帶寬高等技術(shù)特性,由于太赫茲釋放的能量很小,不會(huì)在人體產(chǎn)生有害的光致電離。所以,相比X射線,太赫茲是一種更安全的安檢技術(shù)。
除此之外,姚建銓表示,因?yàn)樘掌澋拇┩改芰軓?qiáng),它不僅能探測(cè)到金屬,人體攜帶的非金屬、膠體、粉末、陶瓷、液體等危險(xiǎn)物品都能被系統(tǒng)識(shí)別,安檢的效率也大大提升了。目前太赫茲人體安檢儀器已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外投入使用了。