太赫茲晶體是特指一段特殊波段的電磁輻射，狹義的太赫茲波一般是指頻率在0.1～10THz（1THz＝1012Hz），波長為0.03～3mm的電磁波，在電磁波譜中位于微波和紅外線波段之間。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，人們對毫米波和紅外光的研究不斷深入，其器件和應用技術日趨成熟，形成了毫米波和紅外光學兩大應用和研究領域。
太赫茲波具有以下幾種特性：
1、寬帶性：太赫茲的頻譜帶寬比微波高幾個數(shù)量級，頻譜范圍非常寬，是良好的信息載體，能夠覆蓋蛋白質等大分子的轉動振蕩頻率，這些大分子都在太赫茲波段具有很強的吸收和諧振，構成了相應的太赫茲特征譜，可以用于成分識別。
2、高分辨性：太赫茲激光器的脈沖為皮秒量級，能夠達到很高的時間分辨率，可以用于生物樣本等對時間分辨率較高的研究中，空間分辨率高可用于高分辨成像；多普勒頻率高分辨可用于測速和目標探測。
3、低能性：太赫茲的光子能量僅為毫電子伏特，不到X射線光子能量的百分之一，不會產(chǎn)生電離效應破壞被檢測的物質。
4、電磁特性：太赫茲電磁波特性可以突破“黑障區(qū)”（等離子鞘套），可用于空間飛行器通信。
5、穿透性：太赫茲輻射對非金屬穿透能力很強，對于日常所見的大部分介質，比如塑料、布料、陶瓷、紙張、木材、電介質等均具有很強的穿透性，衰減系數(shù)比超聲波小2~3個數(shù)量級，但很難穿透金屬材質和水，可以用于內部質量檢測。
在太赫茲諸多技術的研究中，太赫茲輻射源的研究占據(jù)了很重要的位置。太赫茲輻射的產(chǎn)生主要有3種途徑：
1、基于電子學技術的太赫茲輻射源，包括返波管、耿氏振蕩器以及固態(tài)倍頻源等，這是毫米波技術向高頻方向的擴展，這類太赫茲輻射源工作于1THz以下，輸出功率通常在數(shù)十微瓦到毫瓦量級；
2、基于光子學技術的太赫茲輻射源，包括量子級聯(lián)激光器、自由電子激光器和氣體激光器等，這是激光技術向低頻方向的延伸，這類太赫茲輻射源輸出功率較大，具有很好的應用潛力。基于太赫茲激光器的光頻梳技術在高分辨成像和成譜應用方面的前景廣闊；
3、基于超快激光技術的太赫茲輻射源，這類技術是1THz附近向高頻和低頻方向同時發(fā)展的太赫茲輻射源技術，這類太赫茲輻射源具有脈寬窄、峰值功率高等優(yōu)點，但是存在能量轉換效率和平均輸出功率低的問題。
因此，探索實現(xiàn)室溫、高輸出功率、連續(xù)可調諧和小型化的輻射源將大大促進太赫茲技術的研究，也是當前太赫茲領域的重要發(fā)展目標。
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