太赫兹波谱无损检测技术研究进展

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1、２０１３年７月农业机械学报第４４卷第７期ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１３．０７．０４３太赫兹波谱无损检测技术研究进展谢丽娟徐文道应义斌秦坚源（浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州３１００５８）摘要：太赫兹由于具有透视性、安全性和波谱分辨能力的特点，近年来得到了较快的发展和应用，成为无损检测的新技术，并被应用于国防、工业、半导体、通信、生物医学、制药、农产品及食品等多个领域。首先介绍了太赫兹波谱技术和成像技术的原理和特点，阐述了太赫兹技术在非金属材料特性和缺陷检测中的应用

2、，并重点分析了近年来太赫兹技术在农产品及食品领域的应用新进展。最后，分析了太赫兹波谱无损检测技术的技术难点及问题，并对其发展趋势进行了展望。关键词：太赫兹波谱成像无损检测中图分类号：ＴＮ２９；Ｏ６５７３文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１３）０７０２４６１０ＡｄｖａｎｃｅｍｅｎｔａｎｄＴｒｅｎｄｏｆＴｅｒａｈｅｒｔｚＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＮｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＸｉｅＬｉｊｕａｎＸｕＷｅｎｄａｏＹｉｎｇＹｉｂｉｎＱｉｎＪｉａｎｙｕａｎ（Ｃｏ

3、ｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏｓｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００５８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｈａｓｂｅｅｎａｓｅｒｉｅｓｏｆｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｄｖａｎｃｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｅｒａｈｅｒｔｚ（ＴＨｚ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｈｉｃｈｐｒｏｃｅｓｓｅｓｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｉｔｙ，ｓａｆｅｔｙａｎｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｕｎｉｑｕｅｐｒ

4、ｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴＨｚｗａｖｅｓｍａｋｅｔｈｅｍｂｅｃｏｍｅｔｏｏｌｓｆｏｒｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｄｅｆｅｎｓｅ，ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｄｉｃｉｎｅ，ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ，ａｇｒｏｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｆｏｏｄａｎｄｅｔｃ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｆｅａｔｕｒｅｏｆＴＨｚｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄｉｍａｇｉｎｇｔｅｃｈｎ

5、ｉｑｕｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｍａｔｅｒｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｅｆｅｃｔｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｉｎｆｏａｍａｎｄｆｉｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｓｔａｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｃｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴＨｚｉｎａｇｒｏｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｆｏｏｄｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｍａｉｎｌｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｎｄｉｓｓｕｅｓｏｆｔｈｅＴＨｚｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚ

6、ｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎｔｈｅｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｉｅｌｄｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴｅｒａｈｅｒｔｚＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙＩｍａｇｉｎｇＮｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ段的电磁辐射并未得到深入研究，只有极少量的技引言术和应用，因此，太赫兹波段成为宽广的电磁波谱中太赫兹（Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ，ＴＨｚ）辐射是对一个特定波段一段不为人熟悉的“空白”，被称为电磁波谱的“太的电磁辐射的统称。它在电磁波谱中位于微

7、波和红［３～５］赫兹空隙”。近２０年来，超快光电子技术和低外辐射之间，一般所谓的太赫兹波段，其频率范围为尺度半导体技术的发展为太赫兹波段提供了合适的［１～２］０１～１０ＴＨｚ。自然界中拥有大量的太赫兹辐光源和探测手段，太赫兹科学和技术才得以快速发射源，但是在２０世纪８０年代中期之前，由于缺乏太展［２］。赫兹波段高效率的发射源和灵敏的探测器，这一波太赫兹技术研究受到各国的重视。２００４年，美收稿日期：２０１３０５０１修回日期：２０１３０５２１国家自然科学基金资助项目（３１０００６６８）作者简介：谢丽娟，副教

8、授，博士生导师，主要从事基于波谱技术的农产品／食品品质与安全无损检测研究，Ｅｍａｉｌ：ｌｊｘｉｅ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ通讯作者：应义斌，教授，博士生导师，主要从事农产品品质与安全快速检测技术和智能装备研究，Ｅｍａｉｌ：ｙｉｎｇｙｂ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ第７期谢丽娟等：太赫兹波谱无损检测技术研究进展２４７国政府将太赫兹科技列为“改变未来世界的十大技此外，由于水对太赫兹波的强烈吸收，太赫兹辐射不术”