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深度揭秘黑科技"太赫兹":改变未来世界的十大技术之一

2018-04-19 来源:乐晴智库责任编辑:未填 浏览数:790 应急融合网——应急·警用·消防救援装备与技术行业门户网站

核心提示:中国电科国产化率达到 90%的中国首台太赫兹安检仪研制成功,打破了国外垄断,填补国内空白, 目前已经试点推广,随着使用范围进一步扩大,并带动安防安检上下 游行业,未来将形成千亿规模。

 太赫兹波是人类迄今为止了解最少、开发最少的一个波段。太赫兹是波动频率单位之一。太赫兹(THz)波是频率范围为 0.1THz-10THz,波长范围为 0.03-3mm 介于无线电波和光波 之间的电磁辐射。具有携带信息丰富,亚皮秒量级脉宽、高时空相干性、低光子能量,穿透 性强、使用安全性高、定向性好、带宽高等特性,在国防、国土安全、天文、医疗、生物、 计算机、通信等科学领域有着巨大的应用价值。

2004 年,太赫兹(THz)技术首次被美国提出,并且美国政府将太赫兹技术评为 “改变未来世界 的十大技术”之一;2005 年,日本更是将其列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,举全国之 力进行研发。太赫兹成为本世纪最为重要的新兴学科之一。

太赫兹应用技术研究主要分为太赫兹波谱,成像,通信,军事等方向。

细分领域涉及基础科学研究,质量检测,医学成像,材料无损检测, 安全检查,室内局域无线通信,高速局域网络通信,军事国土安全等。 高功率太赫兹辐射源,高灵敏度太赫兹波探测器,以及太赫兹波器件 等关键组件是太赫兹波应用技术推广的基础。 

国际太赫兹市场较为成熟,国内市场处于发展初期。国际太赫兹技术 较为成熟,已经逐步进入产业化应用,国际市场高速扩容。全球太赫兹组件和系统的市场将从 2015 年的 5600 万美元增加到 2023 年的 4.15亿美元,2015-2023 年复合增长率为 25.9%。(Transparency Market Research)截止到 2014 年,组件方面,太赫兹源占据较大的市场份额。 系统方面,光谱系统占据最大市场份额。应用领域方面,非破坏性测 试和研究实验室中的应用一起贡献了超过 60%的市场应用。 我国处于太赫兹技术应用拓展初期,政策支持与研发成果落地有望带动相关产业。

太赫兹技术在国防军工和民用领域具有丰富的下游应用,国防军工领 域主要涉及太赫兹雷达,爆炸物、毒气战剂和生物战剂的感测,军工 通信(战术通信网,天基通信系统等),军用无损检测等。民用领域主 要涉及人体安检,工业无损检测,生物医学(生化检测,医学成像,组 织检测)等。

太赫兹雷达成像系统相对毫米波和微波系统具有更优的分辨率和更快的成像时间,图像可判 读性高;同时,相对光学红外成像系统具有更优的环境适应能力和伪装识别能力,在烟尘、雾 霾等复杂环境下成像性能基本不受影响。在未来战场及反恐应用领域中,太赫兹雷达成像系 统能够在复杂环境条件下对地面目标实现快速高分辨成像,图像质量与光学/红外传感器成像 结果相当。

我们建议短期内关注安检和无损检测方向,中期关注太赫 兹通信,长期关注太赫兹全产业链化发展。中国电科国产化率达到 90%的中国首台太赫兹安检仪研制成功,打破了国外垄断,填补国内空白, 目前已经试点推广,随着使用范围进一步扩大,并带动安防安检上下 游行业,未来将形成千亿规模。太赫兹波在无损检测非金属复合材料 方面相比传统的工业手段有着明显的优势。无线通信带宽已经无法满 足物联网迅速发展,无线载波必将进入太赫兹波谱范围,支撑物联网 万亿市场规模。本文来源乐晴智库。

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