太赫兹技术是一门极具活力的前沿科技,其应用非常广泛。随着科学技术的不断发展,太赫兹技术领域的新理论、新现象、新方法和新应用层出不穷。近日,美国科学家研发出了一种利用太赫兹电波进行数据传输的技术,这一技术可让数据传输的速度高达每秒 50 GB,较目前的每秒 500 MB 提高了约 100 倍。

特殊的太赫兹波

说到太赫兹技术,首先要从太赫兹波讲起。太赫兹波是一种电磁波,它的波长介于红外线与微波之间,可以由自然界许多事物自身产生并向外辐射。由于太赫兹波处于电子学与光子学的交叉过渡区域,并且没有很好的检测手段,很长时间里,人们对太赫兹波的了解认识十分有限,更谈不上开发和应用。

016ednc20170823 (图片来自 Google)

太赫兹技术之所以引起科学界的广泛关注,是由于太赫兹波在电磁波谱上所处的特殊位置决定了它与其他频率的电磁波相比,具有很多独特的性质。太赫兹波与常见的微波,红外线相比,具有可携带更多的数据,光子能量低,不易破坏被检测物质等特性。

使 Wi-Fi 提速 100 倍

当前的声音或数据的传输主要是通过微波实现的,但由于数据的量呈指数级增长,微波网络已经越来越难以满足人们对高速网络的需求了。而太赫兹的波长较为特殊,介于微波和红外线之间,且其频率也比微波要高,所以太赫兹可以携带更多的数据,可以应付用户日渐增长的 WiFi 上网需求。

研究员用高清电视节目做了传送实验,实验结果显示,数据无差错传输速率达到 10 GB 每秒时,比目前的标准 Wi-Fi 速度要快得多。当传输速率提高到 50 GB 每秒时,误码率有所增加,但仍远小于当前通信网络的误码率,且研究人员表示,这些是可以通过前向纠错方法进行纠正。

此外,研究员还用两块平衡的金属片制成了导波器,并在其中一片的中间留下了一道细缝,当太赫兹电波携带着数据通过该细缝时,不同频率的讯号会因发射的角度的不同而被区分开来。

一位美国科学家表示,这是太赫兹第一次用于传输实际数据。而此次实验的成功,表明太赫兹有望在未来成为无线网络的基础,开发出超高速 WiFi,以满足用户越来越高的 Wi-Fi 上网需求。

太赫兹技术在其他领域的应用

除了应用于数据传输,太赫兹技术在其他领域也得到广泛的应用。利用太赫兹波具有高分辨性、强穿透性、高安全性、物质鉴别性等特性,科学家们创造出超过人工安检效率 20 倍的太赫兹人体安检仪。此外,国内一些公司还将太赫兹技术与智能机器人深度结合,并应用到了智能安检领域。

在科研人员眼里,太赫兹技术称得上是一门能改变生活的黑科技,也是一把解锁人类未来世界的钥匙,目前太赫兹技术已在多个邻域取得突破。相信科学家们未来会继续研究它的特性以及优势,一步步揭开它神秘的面纱。