太赫茲(Terahertz，簡稱THz) 波是指頻率介于紅外和微波之間的電磁波。
在20世紀80年代中期以前，由于缺乏有效的產生方法和檢測手段，科學家對該波段電磁輻射性質的了解非常有限。近年來超快激光技術的發展為THz波脈沖的產生提供了穩定、可靠的激發光源，使THz輻射的研究蓬勃發展。
由于THz波的獨特性質，它在物理、生物、化學、生物制藥、材料科學和電子工程等許多領域得到了應用，其在軍事和安全領域，太赫茲技術更是有著廣闊的應用前景。THz波技術在無損檢測領域也異軍突起，成為無損檢測行業的新技術之一。
太赫茲波的特性
太赫茲波 綜合了電子學和光子學的優越性能，具有很多不同于其他電磁波的特殊性質，也正是這些特性，使之成為當前科技界最熱鬧的前沿領域之一。
01 指紋特性
物質的太赫茲光譜包含著豐富的分子結構信息。大部分物質晶格的振動以及分子的轉動和振動能級之間的躍遷都對應于太赫茲波段范圍，每一種物質在該波段透射-吸收光譜的位置、強度和形狀均不相同。
因此太赫茲光譜能反映分子種類和結構的細微變化，使得它們具有類似指紋一樣的唯一特點，所以太赫茲光譜也稱為分子指紋譜。根據太赫茲波譜的分子指紋特性可以分析研究物質成分、微觀結構及其相互作用關系。
圖片展示了兩種不同的太赫茲透射光譜，可以看出，各自都有大量的特征吸收峰，將被測物質吸收峰的峰位及強度通過與標準譜對比，很容易能夠辨識出物質種類。
02 透視特性
根據已有的研究結果，太赫茲輻射對有極電介質、無極電介質及金屬導體的透射性有很大區別。
有極電介質存在等效的電偶極矩，金屬導體內部則存在大量自由移動的電荷，兩者與太赫茲波相互作用時會出現共振吸收，因此太赫茲波對這兩種物質的穿透性很低。而無極電介質對太赫茲波不會產生共振吸收效應，從而具有很強的穿透性。
由此太赫茲成像可以將不同的材質加以區分。很多包裝材料如塑料、紙箱、布料、木材等都屬于無極電介質，但它們對可見光都是不透明的。故可結合相應技術對不透明的物體進行太赫茲透視成像，作為X射線和超聲等成像技術的補充，探測材料內部缺陷和密封包裝內的物品。
03 安全特性
根據公式 ε=hν，太赫茲波的光子能量只有毫電子伏特的數量級。
例如頻率為1THz的光子能量為4.1meV，約為X射線光子能量的百萬分之一。該能量遠低于各種化學鍵的鍵能，不會對物體尤其是生物組織引起有害的電離反應。
由于水是極性物質，所以水對太赫茲波有強烈的吸收，因此太赫茲輻射無法穿透人體的皮膚，對人體的影響只停留在皮膚表層，非常適用于針對人體或其他生物體的活體檢測。
太赫茲技術應用
01 太赫茲光譜技術
由于太赫茲光譜的分子指紋特性，故可利用其研究物質的化學物理性質。
將太赫茲脈沖入射到樣品表面后，采集透射譜或反射譜，便可以獲得與物質作用后的太赫茲信號的振幅和相位信息。
然后通過傅里葉變換進行相關計算，可以得到樣品的光譜信息、吸收系數、折射率等參數。 分析這些參數，就能獲知樣品的組成元素、內部構造等相關信息。
應用領域：
02 太赫茲成像技術
太赫茲成像是將已知波形的太赫茲波作為成像射線，通過物質反射或透射獲取相應強度及相位信息，并經過適當的數字處理和頻譜分析，得到目標物體的太赫茲電磁波圖像。
太赫茲光譜圖像不僅包含物質的外觀幾何信息，而且還包含物質對太赫茲脈沖響應的理化信息。 通過對光譜信息進行分析計算，能夠得到物質各個像素點上的相關光學參數，為物質成分鑒定、化學結構分析提供了必要的參考。
應用領域：
03 太赫茲通信技術
太赫茲波處于電子學向光子學過渡的領域，它集合了微波通信與光通信的優點。
太赫茲波作為微波的延伸，它所提供的通信帶寬遠大于微波，傳輸容量更大，速度更快，這是太赫茲通信的最大優勢。此外太赫茲由于波束窄，所以方向性更好，可以實現更好的保密性及抗干擾抗截獲能力。
相對光通信而言，太赫茲波的傳輸受煙霧、沙塵等惡劣環境的影響很小。此外，太赫茲波的波長較短，因而天線可以做得非常小，能夠將設備做成納米級別，實現納米級設備之間的通信。
應用領域：
