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太赫兹光谱—检测仪器行业新宠

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摘要:太赫兹光谱—检测仪器行业新宠
英国:假冒商品检测

据悉,该技术被海关称为用于识别假冒伪劣产品的“终极武器”。例如,它能够精细的分辨出天然丝织物与合成丝织物之间的差别,美利奴羊毛与羊绒之间的细微差比也逃不过它的“法眼”,而这些仅依靠人的触觉和视线是难以分辨的。

据统计,目前英国的时尚奢侈品产业每年因为假冒产品而遭受的损失在35亿欧元左右。例如柏博丽在内的很多品牌每年都为此而支付高昂的“打假”费用。虽然英国海关颁布了法律,对假冒商品一律没收并销毁,但在辨别它们的环节上却显得力不从心。如今,太赫兹光谱的出现将使这项法规的执行变得更加容易。

资料显示,其研究的太赫兹时域光谱仪,利用了介于微波和红外光的太赫兹辐射射线,该射线能穿过织物和塑料带。由于太赫兹光束在通过织物时可以测量它是如何被散射或吸收的,从而可以辨别出某种特定织物组合的特有散射吸收轨迹。

从事该项目研究的英国国家 物理实验室成员约翰·莫雷(JohnMolloy)通过科学期刊《应用光学》表示:“目前的制假技术已经可以让一件假冒的衣服拥有和正品同样外观和触感,所以海关需要技术的帮助来发现他们。太赫兹光谱技术是一种快速、安全、可靠的方式,我们可以借助它来保护英国的行业品牌。”

中国:违禁检测应用加紧实现

事实上,我国中国航天科工二院207所在今年1月成功研制出同类产品,不过功效在于毒品、单质爆炸物等违禁物品方面的检测。作为太赫兹安全检测系统的核心部分,对其研制成功预示着太赫兹安全检测系统研制取得实质性进展。

该所正在研制的太赫兹安全检测系统有望为边防海关部门提供一种有效的毒品、单质爆炸物等违禁物品的检测手段,从而达到多技术手段配合的综合检测,有效提高检测结果的准确性。

目前为止,在毒品和爆炸物的检测方面,国际上仍然沿用常规检测方法,而随着当前毒品的日益泛滥和国际恐怖活动的频频发生,各国边海防都急需一款行之有效的快速无损检测系统。二院207所瞄准这一市场,2008年着手对太赫兹领域进行研究,并将太赫兹技术检测确定为重点发展方向。2010年底该所建立太赫兹实验室,搭建试验平台和基础设施。经过全所顶尖科研力量近两年的攻关,终于成功研制太赫兹光谱仪,初步具备了太赫兹指纹谱的探测能力。目前,二院207所正将继续在系统小型化、集成化上攻关,以早日研制出主动式太赫兹安全检测系统,填补这一国际市场空白。

受宠爱的太赫兹波

太赫兹波是一种介于红外光和微波之间的电磁波段,具有光子能量低而穿透力强、频谱丰富以及毒品、单质爆炸物在此频段有着指纹谱的特点。

实际上,早在一百年前,就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年,Rubens和Nichols就涉及到这一波段,红外光谱到达9um(0.009mm)和20um(0.02mm),之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间,远红外技术取得了许多成果,并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少,主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制,因此这一波段也被称为THz间隙。随着80年代一系列新技术、新材料的发展,特别是超快技术的发展,使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术,THz技术得以迅速发展,并在实际范围内掀起一股THz研究热潮。

太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高,所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时,由于太赫兹能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具有优势。另外,由于生物大分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段,因此太赫兹在粮食选种,优良菌种的选择等农业和食品加工行业有着良好的应用前景。太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中,其广袤的科学前景为世界所公认。
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