在好萊塢(wù)大片中,常常出現特種部隊通過特種設備隔牆“看”到搜索目標的情景。日(rì)常生活中的(de)很(hěn)多時候,人們(men)也希望自己的眼(yǎn)睛可以透視,能夠(gòu)“看”到被遮擋的(de)另一側的物體。如今,這種設想(xiǎng)在我國正(zhèng)逐步成為現實。
記(jì)者從(cóng)山東省科學院自動化研(yán)究所了(le)解到,該所最近成(chéng)功(gōng)研製出一種特殊的儀器設備,能夠讓我們“看”到障礙物另一(yī)側的狀況。這一最新(xīn)成果的達成,標(biāo)誌著我國(guó)超寬帶與太(tài)赫茲探測成(chéng)像領域取得重大突破,對於保障公共安全(quán)和國民經濟發展具(jù)有(yǒu)重大意義。反恐防(fáng)暴和(hé)人員救援的(de)“好幫手”
5日,山東(dōng)省科學院自動化(huà)研究所超寬帶與(yǔ)太赫茲實驗室內,一(yī)堵實驗牆壁立於一台小巧的儀器和目標物之(zhī)間。當工(gōng)作人員打開該(gāi)儀器時,神(shén)奇的一幕(mù)出現了儀器的(de)顯示屏上顯(xiǎn)示出該(gāi)目標物的清晰輪廓和在房間內的相對(duì)位置;當物體移(yí)動時,顯示屏上物體的圖像也隨之移動;當有人來到實驗牆另一側時,人的(de)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(jì)者,這種神奇的(de)儀(yí)器(qì)叫超寬帶太赫茲探測成像儀(簡稱“太赫儀器”),可以透過牆壁“看”到屋內人員的(de)分布和活動,以及混(hún)亂環境中的物體,可應用於反恐防暴(bào)鬥爭中犯罪分子的搜尋以及地震、塌方、火災等災害現場的人員救援等。
據介紹,太赫茲(即Terahertz,簡寫為 THz,1THz=1012Hz)泛指頻率在0.1Thz至10THz波段內的(de)電磁波,位(wèi)於紅(hóng)外和微波之間(jiān)。由於(yú)具有頻率及空間分辨率很高、脈衝很短(duǎn)、時間分辨率很高、能量小不會對物質產生破壞作用等(děng)獨特性能,在(zài)通信、雷達、無(wú)損檢測等方麵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(yī)。
在美國,太赫茲電磁波已經少部(bù)分用於機場人員的安檢,物品安檢則仍然使用X 光(guāng)進行。
在現(xiàn)實生活中,人們熟悉的X光也具有透視功能(néng),它與太赫茲電磁波有何不同呢?“X 光由於波長(zhǎng)較短,光(guāng)子能量較高,因而對人(rén)體照射會造成肌體不同程度的損傷,但太赫茲電(diàn)磁波卻不會造成任何(hé)損傷。”成巍說,由於光子能(néng)量較高,X 光穿透物體後難以反射成像,而太赫茲電磁波卻不存在這一(yī)短板,因而可(kě)以將相關儀器做得更小,即使(shǐ)一(yī)個人也可以輕鬆攜帶,大大(dà)方(fāng)便了人員使用。煤(méi)礦和航空航(háng)天安全的“保護神”
正是看到太(tài)赫茲技(jì)術廣闊的應用前景,山東省科學院自動化研究所(suǒ)的(de)研究團隊製定(dìng)了研發藍圖,在(zài)太(tài)赫(hè)茲的多個應用領域(yù)展開技術(shù)攻關。該團(tuán)隊(duì)從前文(wén)介紹的超寬帶太赫茲探測成像儀起步,正在進(jìn)一(yī)步研究應用於煤礦探(tàn)測的太赫茲透射成像雷(léi)達和碳纖維複合材(cái)料無損檢測(cè)裝備等。
“每年我國瓦斯爆炸和突(tū)水引起的礦難事故嚴重威脅著人們的生命和財產安全。如(rú)果有一種儀器,能夠穿透岩石、土壤和煤層,在煤礦開采時實時地預測到岩層後大(dà)量水和瓦斯的存在(zài),將降低(dī)事故發生的概率。”成巍說,該研究(jiū)所的太赫茲透射成像雷達研製成(chéng)功後,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與設備支撐。
值得一提的是,隨著碳纖維(wéi)複合材(cái)料大量應用於飛機、衛星及(jí)運載火箭,采用新(xīn)技術、新裝備開展碳纖維(wéi)複合材料的無(wú)損檢測,對於保障我國航空航天的安全尤為重要。太赫茲成像技術在檢測碳纖維複合材料內部缺陷方麵,具有許多其(qí)他檢測技術不具備(bèi)的獨特優勢。通過對比材料的實物照片和相應方法重構的THz透射圖像,能清晰地分辨出材料內部的(de)情形,這樣就可以提前檢測出通過其他手段不易發現的內(nèi)部缺陷和耗損,這將大大減少安全事故的發生。目前,該項技術已完成了前期調研和技術規劃,進入研發階段(duàn)。
據了解,《國家“十二五”科學和技術發展規劃》已將太赫茲技術列為“需求導向(xiàng)的重大(dà)科學問題”研究領域,並(bìng)加大了資(zī)金支持。目前,山東(dōng)省科學院自動化研究所的相關(guān)成果已經達到國際先進水(shuǐ)平,必將為我(wǒ)省乃至我國在太赫(hè)茲技術領域的研究揭(jiē)開新的一頁(yè)。
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