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前不久，5G商用剛剛落地，6G研發(fā)工作正式啟動(dòng)的消息就已經(jīng)傳來(lái)。與6G同時(shí)進(jìn)入公眾視野的還有一項(xiàng)新技術(shù)，那就是“太赫茲”。太赫茲通信能夠提高信息傳輸速率，大幅提升網(wǎng)絡(luò)容量，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)6G的關(guān)鍵技術(shù)?！疤掌潯本烤故鞘裁茨兀?/p>
博微太赫茲首席科學(xué)家、研究院副院長(zhǎng)涂昊為我們帶來(lái)科普——
什么是太赫茲
講到太赫茲，我們首先就要知道什么是電磁波。說(shuō)到電磁波，我們就要首先介紹一下什么是波，那波是什么？
波，就是一種物質(zhì)的周期性的振動(dòng)。
比如說(shuō)大家平常在湖邊上用石子去打水漂，可以看到在水面上會(huì)形成一圈一圈的波紋，這就是一種波。波在我們?nèi)粘Ｉ钪惺请S處可見(jiàn)的，比如說(shuō)剛才提到的水波，還有我們大家經(jīng)常用的微波爐，里面用的是一種微波，那么它也是一種電磁波。那么波是可以攜帶能量的，太赫茲波它（也）是一種電磁波。
電磁波，就是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的一種周期性的震動(dòng)，它也是可以同樣電磁波跟其他的波一樣，它也是可以攜帶能量的。電磁波在我們?nèi)粘Ｉ钪幸彩请S處可見(jiàn)的，比如說(shuō)我們經(jīng)常用的手機(jī)，手機(jī)的通信就是利用微波，它也是電磁波譜中的一段。
太赫茲波在電磁波譜中可以說(shuō)是一個(gè)非常特殊的頻譜的范圍，太赫茲波剛好就位于微波和紅外之間。那么太赫茲的定義是由它的電磁波的頻率來(lái)定義的，太赫茲的頻率是處于100GHz到10THz之間的一個(gè)電磁波，這是現(xiàn)在國(guó)際上通行的一種太赫茲的定義。
太赫茲波的特性及應(yīng)用
這個(gè)波段它有一些特殊的性質(zhì)，比如說(shuō)太赫茲波可以輕易地穿透衣服、木材、紙張等等這些包裝物品。所以太赫茲波就可以用來(lái)用作人體安檢，來(lái)發(fā)現(xiàn)人體衣物下面所攜帶的這種隱秘的物品。
太赫茲波是一種非電離輻射。不像x光， x光大家都知道去醫(yī)院做這個(gè)胸透，去做ct成像的時(shí)候所使用的就是x光。x光也是一種電磁波，但是x光的光子能量是非常高的，那么它可能會(huì)對(duì)人體造成電離傷害，會(huì)對(duì)人的基因、會(huì)對(duì)人的組織造成一些病變的這種可能性。太赫茲波它的光子的能量是比較低的，不會(huì)對(duì)人體造成電離損傷，所以它可以說(shuō)對(duì)人是一個(gè)比較安全的手段。
太赫茲波還有一些指紋特性。比如說(shuō)很多生物大分子，在太赫茲波段都會(huì)有一些特殊的吸收峰，那么利用這些吸收峰，我們就可以從太赫茲光譜的測(cè)量上來(lái)推斷物質(zhì)的種類，太赫茲波就可以用來(lái)做這種物質(zhì)鑒定方面的應(yīng)用。
我們?cè)僬f(shuō)一說(shuō)什么是赫茲（Hz）？赫茲就是波的振動(dòng)的一個(gè)周期的單位，比如說(shuō)我們平常小時(shí)候家里會(huì)有這種大的擺鐘，鐘擺每秒鐘會(huì)擺動(dòng)一次，那么我們就把它定義成一赫茲。如果這個(gè)鐘擺一秒鐘擺動(dòng)了兩次，它就是兩赫茲。
那么太赫茲波的頻率是100GHz到10THz，這是什么概念呢？就相當(dāng)于1的后面有12個(gè)0，每秒鐘要擺動(dòng)這么多次頻率的一個(gè)電磁波。那么太赫茲波它的頻率是在10的12次方赫茲量級(jí)，也就意味著它所對(duì)應(yīng)的震動(dòng)的時(shí)間尺度大概是在皮秒這個(gè)量級(jí)，這就導(dǎo)致太赫茲波有一個(gè)非常顯著的特性，就是它的瞬態(tài)特性。
所以現(xiàn)在也有很多的科研工作者用太赫茲波來(lái)探測(cè)一些材料中的損害效應(yīng)，比如說(shuō)材料中的一些載流子的瞬態(tài)效應(yīng)，然后用來(lái)做一些超分辨的顯微鏡等等。
太赫茲除了瞬態(tài)特性以外，還有一個(gè)特性就是它的帶寬非常寬。那么大家都知道現(xiàn)在我們國(guó)家正在大力的推廣5G通信。但是大家可能還不知道的是，現(xiàn)在我們國(guó)家其實(shí)也已經(jīng)啟動(dòng)了6G通信的研究，現(xiàn)在學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為的是，6G波段會(huì)落在太赫茲頻段。因?yàn)樘掌濐l段的帶寬很寬，所以6G通信的通信速度可能比5G還要再提升10倍甚至100倍。
那么我想這對(duì)于未來(lái)的移動(dòng)通訊來(lái)說(shuō)又是一個(gè)翻天覆地的革命。
一則粗暴的預(yù)告：
下周《大咖薇聊》專訪涂博士，
超長(zhǎng)正片放送，持續(xù)我們！
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