自然界充满了大量的太赫兹辐射源，从宇宙背景辐射到我们身边绝大多数物体的热辐射都在太赫兹波段。虽然人们早已知道太赫兹波段的存在，但是因为用传统的电子学和光学方法均难以产生和探测太赫兹波，因此人们对于太赫兹波段的特性一直知之甚少，该波段也被称为电磁波谱最后的空白——太赫兹空隙（THz Gap）。近二十年，超快电子学技术、低尺度半导体技术以及激光技术的发展，为太赫兹辐射提供了稳定可靠的发射源和探测手段，从而引发了太赫兹技术的迅速发展。

正如19世纪90年代发现了X射线一样,科学界正在努力探索太赫兹辐射的许多新用途。物质的太赫兹波段光谱（包括发射、反射、透射）包含着丰富的物理和化学信息，在进行生物体的太赫兹成像时，不仅可以给出被测样品的结构信息，也可以获得成分信息；同时由于太赫兹辐射其光子能量仅有毫电子伏，不会引起生物体的电离伤害，是非常安全的探测光源。目前,太赫兹技术已被证明在包括基础研究领域、生物医学领域、公共安全领域、信息通信领域、军事领域甚至更加深入的物理研究以及实际应用中有着广阔的应用前景。预计在未来的20年,太赫兹技术将在医学、工程科学和工业上广泛应用,从而大大改善人类健康和生活素质。

太赫兹波具有较强的穿透能力。与可见光、X射线、电子束、中红外、近红外和超声波等广泛应用于医学诊断、材料分析以及工业生产领域中的成像信号源相比,太赫兹波因其在电磁波谱中所处的特殊位置，使其对很多介电材料和非极性的液体具有良好的穿透性，因此太赫兹波的一个很有吸引力的前景就是作为X射线成像和超声波成像等技术的补充，用于生物医学成像、安全检查或者无损探伤。图2所示为对人进行THz****成像，可以清楚的看到藏于衣服下的武器。太赫兹时域光谱技术 (Terahertz time domain spectroscopy, THz - TDS) 是国际上近年来发展起来的研究技术。它利用物质对太赫兹频带的不同特征吸收谱 ,分析研究物质成分、结构及其相互作用关系。通常有机分子内化学键的振动吸收频率主要在普通红外波段 ,但对于分子之间弱的相互作用 (如氢键)及大分子的骨架振动(构型弯曲)、偶极子的旋转和震动跃迁以及晶体中晶格的低频振动吸收频率,则对应于太赫兹红外波段范围。这些振动所反映的分子结构及相关环境信息,都在太赫兹波段内不同吸收位置及吸收强度上有明显的响应,有机分子的这些光谱特征,使得利用太赫兹时域光谱技术鉴别化合物结构、构型与环境状态成为可能。

自然界充满了大量的太赫兹辐射源，从宇宙背景辐射到我们身边绝大多数物体的热辐射都在太赫兹波段。虽然人们早已知道太赫兹波段的存在，但是因为用传统的电子学和光学方法均难以产生和探测太赫兹波，因此人们对于太赫兹波段的特性一直知之甚少，该波段也被称为电磁波谱最后的空白——太赫兹空隙（THz Gap）。近二十年，超快电子学技术、低尺度半导体技术以及激光技术的发展，为太赫兹辐射提供了稳定可靠的发射源和探测手段，从而引发了太赫兹技术的迅速发展。

正如19世纪90年代发现了X射线一样,科学界正在努力探索太赫兹辐射的许多新用途。物质的太赫兹波段光谱（包括发射、反射、透射）包含着丰富的物理和化学信息，在进行生物体的太赫兹成像时，不仅可以给出被测样品的结构信息，也可以获得成分信息；同时由于太赫兹辐射其光子能量仅有毫电子伏，不会引起生物体的电离伤害，是非常安全的探测光源。目前,太赫兹技术已被证明在包括基础研究领域、生物医学领域、公共安全领域、信息通信领域、军事领域甚至更加深入的物理研究以及实际应用中有着广阔的应用前景。预计在未来的20年,太赫兹技术将在医学、工程科学和工业上广泛应用,从而大大改善人类健康和生活素质。

太赫兹波具有较强的穿透能力。与可见光、X射线、电子束、中红外、近红外和超声波等广泛应用于医学诊断、材料分析以及工业生产领域中的成像信号源相比,太赫兹波因其在电磁波谱中所处的特殊位置，使其对很多介电材料和非极性的液体具有良好的穿透性，因此太赫兹波的一个很有吸引力的前景就是作为X射线成像和超声波成像等技术的补充，用于生物医学成像、安全检查或者无损探伤。图2所示为对人进行THz****成像，可以清楚的看到藏于衣服下的武器。太赫兹时域光谱技术 (Terahertz time domain spectroscopy, THz - TDS) 是国际上近年来发展起来的研究技术。它利用物质对太赫兹频带的不同特征吸收谱 ,分析研究物质成分、结构及其相互作用关系。通常有机分子内化学键的振动吸收频率主要在普通红外波段 ,但对于分子之间弱的相互作用 (如氢键)及大分子的骨架振动(构型弯曲)、偶极子的旋转和震动跃迁以及晶体中晶格的低频振动吸收频率,则对应于太赫兹红外波段范围。这些振动所反映的分子结构及相关环境信息,都在太赫兹波段内不同吸收位置及吸收强度上有明显的响应,有机分子的这些光谱特征,使得利用太赫兹时域光谱技术鉴别化合物结构、构型与环境状态成为可能。

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