比5G还快10倍的技术到底是什么？

研究人员已经研发出一种太赫兹（THz）发射器，该发射器的数据传输速度要比5G至少快10倍，而该技术有望在2020年实现应用。

为期五天的2017国际固态电路会议（ISSCC）将于2月5号到9号在加利福尼亚州的旧金山举行，根据安排，太赫兹发射器将会在这次电路会议上被展示，这种传送机能够将一个DVD上的全部内容瞬间发送完毕。

（编者注：太赫兹频率是一种新的巨大频率资源，有望在未来应用于超高速无线通信。）

Minoru Fujishima是日本广岛大学的教授，也是太赫兹研究者之一。他说：“太赫兹也能与卫星进行超高速连接，而与卫星的连接，只能通过无线。这也有好处，比如，它极大地促进了动态网络连接的发展。其它可能的应用包括快速将资源下载到移动设备，基站之间实现超快速无线连接。”

据了解，该研究小组研发的是一款频率在290GHz到315GHz的发射器，能够实现105Gbps的通信速度。

虽然这个范围的频段现在还没有被分配，但值得注意的是它处于275GHz到450GHz范围内，该频段将在国际电信联盟无线电通信部门组织的2019世界无线电大会上进行讨论。

雷锋网还了解到，去年该研发小组就曾向大家展示了通过使用正交调幅（QAM）大幅提高300GHz频率的无线连接速度的研究成果。今年，他们展示的是更快的发射器，单个通道数据速率比之前快六倍。作为集成电路发射器，它首次实现单个通道速率超过100Gbps.

“今年我们新研发的发射器，传送功率比之前的要高十倍。这使得300GHz的单个通道数据速率超过100Gbit/s成为可能。”Fujishima如此表示。

他还说道：“我们通常讨论兆位每秒或吉比特每秒的无线数据传输速率，但是现在我们正接近利用简单的单一通信通道实现太比特每秒的传输速率。”

接下来，广岛大学、*家信息与通信研究所以及松下电器的研究小组计划进一步研发300GHz的超高速无线电路。

太赫兹的历史

早期太赫兹在不同的领域有不同的名称，在光学领域被称为远红外，而在电子学领域，则称其为亚毫米波、超微波等。在20世纪80年代中期之前，太赫兹波段两侧的红外和微波技术发展相对比较成熟，但是人们对太赫兹波段的认识仍然非常有限，形成了所谓的“THz　Gap”。

2004年，美国*将THz科技评为“改变未来世界的十大技术”之一，而日本于2005年1月8日更是将THz技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首，举全国之力进行研发。

我国*在2005年11月专门召开了“香山科技会议”，邀请国内多位在THz研究领域有影响的院士专门讨论我国THz事业的发展方向，并制定了我国THz技术的发展规划。目前国内已经有多家研究机构开展太赫兹领域的相关研究，其中首都师范大学，是入手较早，投入较大的一家，并且在毒品和炸药太赫兹光谱、成像和识别方面，利用太赫兹对非极性航天材料内部缺陷进行无损检测方面做出了许多开拓性的工作，同时由于太赫兹射线在安全检查方面的独特优势，首都师范大学太赫兹实验室正集中力量研发能够用于实景测试的安检原型设备。另外，美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区*、机构、企业、大学和研究机构纷纷投入到THz的研发热潮之中。THz研究领域的开拓者之一，美国著名学者张希成博士称：“Next ray，T-Ray ！

特点

人们关注THz技术的原因是THz射线普遍存在，是人们认识自然界的有效线索和工具。但是相对于其他波段的电磁波比如红外和微波，对它的认识和应用非常匮乏。其次，THz射线有它自身的特点。

THz 脉冲的典型脉宽在皮秒量级，不但可以方便地进行时间分辨的研究，而且通过取样测量技术，能够有效地抑制远红外背景噪声的干扰。目前，脉冲THz 辐射通常只有较低的THz 射线平均功率，但是由于THz 脉冲有很高的峰值功率，并且采用相干探测技术获得的是THz 脉冲的实时功率而不是平均功率，因此有很高的信噪比。目前，在时域光谱系统中的信噪比可达10^5或更高。

THz 脉冲源通常只包含若干个周期的电磁振荡，单个脉冲的频带可以覆盖从GHz 直至几十THz 的范围，许多生物大分子的振动和转动能级，电介质、半导体材料、超导材料、薄膜材料等的声子振动能级落在THz 波段范围。因此THz 时域光谱技术作为探测材料在THz 波段信息的一种有效的手段，非常适合于测量材料吸收光谱，可用于进行定性鉴别的工作。

THz 光子的能量低，频率为1THz的光子能量只有约4毫电子伏特，因此不容易破坏被检测物质。

许多的非金属非极性材料对THz 射线的吸收较小，因此结合相应的技术，使得探测材料内部信息成为可能。例如，陶瓷，硬纸板，塑料制品，泡沫等对THz 电磁辐射是透明的，因此THz 技术可以作为x射线的非电离和相干的互补辐射源，用于机场、车站等地方的安全监测，比如探查隐藏的走私物品包括枪械、爆炸物、和毒品等，以及用于集成电路焊接情况的检测等。极性物质对THz 电磁辐射的吸收比较强，特别是水，THz 光谱技术中应采取各种措施避免水分的影响，不过在THz 成像技术中，可以利用这一特性分辨生物组织的不同状态，比如动物组织中脂肪和肌肉的分布，诊断人体烧伤部位的损伤程度，及植物叶片组织的水分含量分布等。太赫兹成像技术与其他波段的成像技术相比，它所得到的探测图像的分辨率和景深都有明显的增加（超声、红外、X－射线技术也能提高图像分辨率，但是毫米波技术却没有明显的提高）。另外太赫兹技术还有许多独特的特性，如在非均匀的物质中有较少的散射，能够探测和测量水汽含量等等。

太赫兹光谱技术不仅信噪比高，能够迅速地对样品组成的细微变化作出分析和鉴别，而且太赫兹光谱技术是一种非接触测量技术，使它能够对半导体、电介质薄膜及体材料的物理信息进行快速准确的测量。鉴于THz射线的特点，必将给通信、雷达、天文、医学成像、生物化学物品鉴定、材料学、安全检查等领域带来深远的影响，进而改变人们的生产生活。