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  • 我國太赫茲探測成像領(lǐng)域取得重大突破

    發(fā)布于 2012/09/10閱讀(1505)來源 ljy標(biāo)簽 太赫茲探測

    摘要

    在好萊塢大片中,常常出現(xiàn)特種部隊通過特種設(shè)備隔墻“看”到搜索目標(biāo)的情景。日常生活中的很多時候,人們也希望自己的眼睛可以透視,能夠“看”到被遮擋的另一側(cè)的物體。如今,這種設(shè)想在我國正逐步成為現(xiàn)實

    內(nèi)容

          山東科學(xué)院自動化所研發(fā)出太赫茲探測成像儀

      在好萊塢大片中,常常出現(xiàn)特種部隊通過特種設(shè)備隔墻“看”到搜索目標(biāo)的情景。日常生活中的很多時候,人們也希望自己的眼睛可以透視,能夠“看”到被遮擋的另一側(cè)的物體。如今,這種設(shè)想在我國正逐步成為現(xiàn)實。

      記者從山東省科學(xué)院自動化研究所了解到,該所最近成功研制出一種特殊的儀器設(shè)備,能夠讓我們“看”到障礙物另一側(cè)的狀況。這一最新成果的達成,標(biāo)志著我國超寬帶與太赫茲探測成像領(lǐng)域取得重大突破,對于保障公共安全和國民經(jīng)濟發(fā)展具有重大意義。反恐防暴和人員救援的“好幫手”

      5日,山東省科學(xué)院自動化研究所超寬帶與太赫茲實驗室內(nèi),一堵實驗墻壁立于一臺小巧的儀器和目標(biāo)物之間。當(dāng)工作人員打開該儀器時,神奇的一幕出現(xiàn)了儀器的顯示屏上顯示出該目標(biāo)物的清晰輪廓和在房間內(nèi)的相對位置;當(dāng)物體移動時,顯示屏上物體的圖像也隨之移動;當(dāng)有人來到實驗墻另一側(cè)時,人的圖像也會立刻呈現(xiàn)在屏幕上。

      該研究所所長成巍告訴導(dǎo)報記者,這種神奇的儀器叫超寬帶太赫茲探測成像儀(簡稱“太赫儀器”),可以透過墻壁“看”到屋內(nèi)人員的分布和活動,以及混亂環(huán)境中的物體,可應(yīng)用于反恐防暴斗爭中犯罪分子的搜尋以及地震、塌方、火災(zāi)等災(zāi)害現(xiàn)場的人員救援等。

      據(jù)介紹,太赫茲(即Terahertz,簡寫為THz,1THz=1012Hz)泛指頻率在0.1Thz至10THz波段內(nèi)的電磁波,位于紅外和微波之間。由于具有頻率及空間分辨率很高、脈沖很短、時間分辨率很高、能量小不會對物質(zhì)產(chǎn)生破壞作用等獨特性能,在通信、雷達、無損檢測等方面具有深遠而重要的影響,因而被美國列為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一。

      在美國,太赫茲電磁波已經(jīng)少部分用于機場人員的安檢,物品安檢則仍然使用X光進行。

      在現(xiàn)實生活中,人們熟悉的X光也具有透視功能,它與太赫茲電磁波有何不同呢?“X光由于波長較短,光子能量較高,因而對人體照射會造成肌體不同程度的損傷,但太赫茲電磁波卻不會造成任何損傷?!背晌≌f,由于光子能量較高,X光穿透物體后難以反射成像,而太赫茲電磁波卻不存在這一短板,因而可以將相關(guān)儀器做得更小,即使一個人也可以輕松攜帶,大大方便了人員使用。煤礦和航空航天安全的“保護神”

      正是看到太赫茲技術(shù)廣闊的應(yīng)用前景,山東省科學(xué)院自動化研究所的研究團隊制定了研發(fā)藍圖,在太赫茲的多個應(yīng)用領(lǐng)域展開技術(shù)攻關(guān)。該團隊從前文介紹的超寬帶太赫茲探測成像儀起步,正在進一步研究應(yīng)用于煤礦探測的太赫茲透射成像雷達和碳纖維復(fù)合材料無損檢測裝備等。

      “每年我國瓦斯爆炸和突水引起的礦難事故嚴(yán)重威脅著人們的生命和財產(chǎn)安全。如果有一種儀器,能夠穿透巖石、土壤和煤層,在煤礦開采時實時地預(yù)測到巖層后大量水和瓦斯的存在,將降低事故發(fā)生的概率。”成巍說,該研究所的太赫茲透射成像雷達研制成功后,將針對目前煤礦中導(dǎo)水裂隙進行探測,提供清晰圖像,為煤礦的危險防治提供技術(shù)與設(shè)備支撐。

      值得一提的是,隨著碳纖維復(fù)合材料大量應(yīng)用于飛機、衛(wèi)星及運載火箭,采用新技術(shù)、新裝備開展碳纖維復(fù)合材料的無損檢測,對于保障我國航空航天的安全尤為重要。太赫茲成像技術(shù)在檢測碳纖維復(fù)合材料內(nèi)部缺陷方面,具有許多其他檢測技術(shù)不具備的獨特優(yōu)勢。通過對比材料的實物照片和相應(yīng)方法重構(gòu)的THz透射圖像,能清晰地分辨出材料內(nèi)部的情形,這樣就可以提前檢測出通過其他手段不易發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部缺陷和耗損,這將大大減少安全事故的發(fā)生。目前,該項技術(shù)已完成了前期調(diào)研和技術(shù)規(guī)劃,進入研發(fā)階段。

      據(jù)了解,《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》已將太赫茲技術(shù)列為“需求導(dǎo)向的重大科學(xué)問題”研究領(lǐng)域,并加大了資金支持。目前,山東省科學(xué)院自動化研究所的相關(guān)成果已經(jīng)達到國際先進水平,必將為我省乃至我國在太赫茲技術(shù)領(lǐng)域的研究揭開新的一頁。

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