山東科學院自動化所研發(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物之間。當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物的清晰輪廓和在房間內(nèi)的相對位置;當物體移動時，顯示屏上物體的圖像也隨之移動;當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，可應用于反恐防暴斗爭中犯罪分子的搜尋以及地震、塌方、火災等災害現(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)廣闊的應用前景，山東省科學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，正在進一步研究應用于煤礦探測的太赫茲透射成像雷達和碳纖維復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�！背晌≌f，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，隨著碳纖維復合材料大量應用于飛機、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”科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》已將太赫茲技術(shù)列為“需求導向的重大科學問題”研究領(lǐng)域，并加大了資金支持。目前，山東省科學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。