太赫兹波的特性及其应用（一）

——近距离雷达和无损检测

徐长发，华中科技大学，2019.9.8

5G低频段还没有开始运营，5G高频段还处在测试和研发阶段，用太赫兹波（THz）开发6G通信就开始研究了，可见，科技发展为什么那么快？就是因为科技的思考和研究是那么超前。在这种高科技形势下，人们不得不了解一下太赫兹波的基本知识。

一．什么是太赫兹波

太赫兹波是介于微波和红外波之间的那一段电磁波。简单的说，太赫兹波的频率比微波高，3GHz＜微波频率＜300GHz ，300GHz＜太赫兹波的频率＜3THz，

这里再复习一下频率的单位：

三.太赫兹波发生器

针对不同的应用目的，对太赫兹波的发射形式提出了不同的要求 。

要求太赫兹波是连续发射的，有的要求频带宽些，有的要求频带窄些。

要求太赫兹波是脉冲发射的，有的要求频带宽些，有的要求频带窄些。

要求功率大些的太赫兹波，有的要求功率小些。

现在，人们利用不同的原理，研究了很多种方法产生太赫兹波，现在的市面上就有太赫兹波发生器出售。有连续发射太赫兹波的，也有脉冲发射的。

常用的小功率的脉冲光源的性能已经做得很好了：

对于宽频段的脉冲，时间方面的宽度在皮秒量级，时间分辨率高，抗干扰能力强；单个脉冲的频带可覆盖从GHz直到上百THz的范围，而且脉冲强度均衡；

对于窄频段的脉冲，可以做到在2.5THz-20THz大范围之间调节出单个脉冲,单个脉冲的带宽可以达到0.04THz。

产生太赫兹波的器件也有多种，下面按输出功率，大致的，由大功率到小功率，列出几类太赫兹发生器：

用激光发生器产生出的太赫兹波功率

＞真空电子器件产生出的太赫兹波功率

＞固体电子器件产生出的太赫兹波功率

＞基于光电子学方法产生出的太赫兹波功率

无论如何，研究功率大、携带方便、连续可调、稳定性好、成本较低的太赫兹波发生器，是一个重要的研究方向。

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