郭展郡 郝坤坤 劉晟含
[摘 要]太赫茲波具有許多十分顯著的優(yōu)勢,如頻譜寬及輻射小等,并且在應用過程中可獲取準確的指紋譜。目前該項技術(shù)已經(jīng)應用到了多個領域,并且在軍事與安全兩大領域的應用成果最為突出。在應用于軍事領域的過程中,其對于太空通信、無損檢測等多個方面都起到了一定的促進作用。另外,該項技術(shù)還可應用于安檢、藥品及毒品的檢測等多項工作中,及時發(fā)現(xiàn)一些對社會具有危害性的物質(zhì),本文就對此進行了詳細的探討與分析。
[關鍵詞]太赫茲;軍事應用;安全應用
較長時間以來,太赫茲這一特殊區(qū)段的電磁波都未能被研究人員所重視,但之后在激光技術(shù)的推動下,研究人員逐步發(fā)現(xiàn)了該項技術(shù)所具備的突出優(yōu)勢,隨后在政府及科研機構(gòu)中成為了一項研究的重點,并且應用成果十分顯著。本文就對此進行了具體分析。
一、特性
太赫茲是一種電磁波,并且長時間以來都處于電磁光譜研究的空隙期,但由于近年來激光技術(shù)的發(fā)展速度在持續(xù)加快,進而推動了太赫茲的進一步發(fā)展,并且受到了世界范圍內(nèi)多個國家的政府及學校的重視,與此相關的探測器以及其他器件也處于持續(xù)發(fā)展的狀態(tài),并且對該項技術(shù)在生物、化學、石油等多個領域的應用都起到了一定的推動作用,下面主要對該項技術(shù)在軍事與安全兩大領域的應用進行詳細探討。
二、軍事應用
1.太空通信
太赫茲頻段的傳輸特點在于能量十分集中,并且頻段及容量等多個方面都遠高于微波波段,因此其在太空領域的應用特點十分突出。但盡管如此,太赫茲波也具有許多缺陷,主要原因在于其容易受到氣候條件的干擾,進而嚴重影響了傳輸距離,因此在應用過程中還必須不斷進行探究,克服太赫茲本身所具有的這些缺陷,使其對太空通信的進一步發(fā)展做出重要貢獻。
2.爆炸物探測
由于許多恐怖組織在引發(fā)暴亂的過程中會采用一些具有爆炸特性的物質(zhì),而通過應用太赫茲技術(shù)可起到反恐的作用。目前研究的重點在于光譜與成像,在研究過程中需要了解爆炸物的分辨光譜,并結(jié)合不同物質(zhì)之間的特性進行比較與分析,進而在此基礎上明確吸收譜和色散,考察特定頻率下的具體特點,進而結(jié)合太赫茲的吸收特性在短時間內(nèi)完成對爆炸物的識別,這對于反恐事業(yè)的發(fā)展具有重要作用。
3.無損檢測
無損檢測的研究始于美國,當時是主要是針對飛機失事事件而展開研究的,在研究時通過太赫茲波進行了泡沫層的探測,并在此基礎上完成了成像處理,最后完全展現(xiàn)出了泡沫層中所存在的缺陷,這對于提高航天材料的質(zhì)量具有重要作用,目前已經(jīng)成為一項缺陷檢測的重要技術(shù),并且美國還利用該技術(shù)進行了戰(zhàn)斗機的生產(chǎn),因此太赫茲在軍事領域具有十分重要的應用價值。
4.末端精確制導
導彈制導包括多種方式,較常采用的是紅外與激光,而太赫茲波最大的特點在于方向性較強,因此可有效應用于多種制導方式中,進而對原本的制導方式進行修訂,使制導的精確性得以不斷提升,同時也能排除大氣的干擾。但該技術(shù)傳輸距離較短的缺陷也不容忽視,因此還需要進行持續(xù)研究。
5.遠程探測
微波雷達盡管特性較為突出,但與太赫茲技術(shù)相比,在頻譜及精度等多個方面還存在一定的差異,因此需要進行太赫茲雷達設備的研究,并且該項技術(shù)還可進行三維成像,在戰(zhàn)場上應用的過程中就能夠準確顯示一些隱藏物,如炸彈等,并且可應用于多種復雜的戰(zhàn)爭環(huán)境中,如濃煙及海上濃霧等,并且所獲取的成像圖十分清晰。目前已經(jīng)在德國、瑞典、以色列等多個國家取得了十分顯著的研究成果。
三、安全應用
1.安檢設備
當前的安檢系統(tǒng)多采用的是X射線,但該項技術(shù)的檢測范圍較為局限,一些隱藏性的較強的毒品與武器很難被檢測到,而太赫茲技術(shù)在其中的應用可使這一問題順利得到解決,避免一些不法分子擾亂公共秩序。目前應用太赫茲的安檢設備已經(jīng)研制成功,其可在短時間內(nèi)獲取指紋譜,在與數(shù)據(jù)庫對比之后就能了解是否存在危害物,這對于促進社會的穩(wěn)定發(fā)展具有重要作用。
2.藥品檢測
太赫茲波具有吸收物質(zhì)的特性,因此可將其運用于生物藥品檢測的過程中,這樣就能避免一些恐怖分子利用生物藥品對人體進行侵害。在應用過程中的測試要點在于炭疽熱,通過判斷被測物質(zhì)中是否存在該粉末就可及時發(fā)現(xiàn)一些對人體具有危害性的藥品,這對于反恐事業(yè)的開展具有重要作用。
3.毒品檢測
毒品不僅會對人體產(chǎn)生極大的危害并且容易上癮,因此其傷害的不僅是個人,同時還會影響毒品受害者的家庭等多個方面。目前盡管用于毒品檢測的方法與技術(shù)較之前有了明顯的進步,但其中所存在的局限性仍然不可忽視,例如無法進行不同類型毒品的區(qū)分等,而太赫茲波的應用正好可解決這一問題,其特點在于能夠針對特定頻率產(chǎn)生吸收峰,進而在此基礎上形成指紋譜,這樣不僅能夠了解毒品的特性,并且可對不同類型的毒品加以區(qū)分,進而避免其不斷傳播,對人體造成嚴重危害。另外,毒品吸食者數(shù)量過多還會對整個社會的發(fā)展造成嚴重制約,因此必須加大太赫茲技術(shù)的研究與應用力度,有效控制毒品的擴散。
四、結(jié)語
總而言之,太赫茲技術(shù)的應用對于實現(xiàn)社會的穩(wěn)定發(fā)展具有重要作用,目前關于該項技術(shù)的研究力度也在不斷加大。但需要注意的是,該項技術(shù)也具有一些缺陷,如傳輸距離較短等,因此還應尋求更多的突破點,進而充分發(fā)揮該項技術(shù)的作用。
參考文獻:
[1]劉勝剛. 太赫茲科學技術(shù)的新發(fā)展[J].中國基礎科學,2013,8(2):7-12.
[2]趙國忠. 太赫茲科學技術(shù)研究的新發(fā)展[J].國外電子測量技術(shù),2014,33(2):18-20.
[3]齊祖敏. 太赫茲在軍事領域中的應用研究[J].紅外,2012,29(12):1-4.
[4]張文,雷銀照. 太赫茲無損檢測的進展[J].儀器儀表學報,2014,27(7):1564-1568.