用于探测爆炸物的便携式手持传感器，可以探测化学剂的可穿戴传感器，用于快速准确识别计算芯片缺陷的紧凑设备，以及可以检测微小肿瘤的先进非侵入性成像技术，可能比预期更快地成为现实，因为世界各地的研究人员正在积极研究利用太赫兹(THz)技术的新方法。新加坡国立大学(NUS)的研究人员在太赫兹技术上取得的一项重大技术突破为这一全球研究努力提供了巨大的推动。
由新加坡国立大学工程学院电子与计算机工程系杨玄秀副教授和新加坡国立大学纳米科学与纳米技术研究所吴阳博士领导的研究团队，成功开发了高性能、低功率驱动的太赫兹发射器，可以以低成本批量生产，解决了太赫兹技术工业应用的一个关键挑战。这些用于产生太赫兹波的太赫兹发射器也可以在不影响性能的情况下在柔性表面上工作。
该研究小组在科学杂志上发表了他们的研究结果先进材料2017年1月25日。这项发明是与来自新加坡科学、技术和研究局材料研究与工程研究所和中国同济大学的研究人员合作完成的。
“我们的发明是太赫兹技术向前迈出的一大步，我们相信这将大大加速该技术在各个领域的应用。例如，在安全监视领域，我们的发明可以促进体积庞大的太赫兹系统的小型化，用于检测危险化学品和炸药，以保护免受敌意威胁。负担得起的高性能太赫兹筛查设备也可以改善疾病诊断并使患者受益。此外，在一个灵活的表面制造我们的设备也打开了许多令人兴奋的可能性，将其纳入可穿戴设备，”杨教授解释说。
以太赫兹制造波
太赫兹波在过去20年里吸引了大量的关注，因为它们在从医学、监视到计算和通信的广泛领域都有广阔的应用前景。太赫兹波的波长从几十微米到几毫米不等，占据了电磁波谱中微波和红外光波之间的空间。
太赫兹波具有非电离性和非破坏性，可以通过衣服、纸张、木材和砖等非导电材料，使其在癌症诊断、化学品、药物和爆炸物检测、涂层分析和集成电路芯片质量控制等领域应用非常理想。然而，目前的太赫兹源是大型、多组分系统，沉重且昂贵。这种系统也很难运输、操作和维护。
因此，该研究团队开发的灵活、低成本太赫兹辐射源可能为更广泛地采用太赫兹技术铺平了道路，并为太赫兹广泛应用的商业化做出了贡献。
低成本、灵活和低功率驱动太赫兹发射器
“传统的产生太赫兹波的方法，如通过电光晶体或光导天线的激发，通常需要昂贵和庞大的高功率激光器或极其昂贵和复杂的设备制造过程。与现有设备相比，我们团队的太赫兹发射器在许多方面表现出了更好的性能。与此同时，我们还开发了一种制造工艺，以低成本大量生产这些新型太赫兹发射器，”该研究的第一作者吴博士说。
该新型辐射源使用12纳米厚度的金属薄膜异质结构开发，发射宽带太赫兹波，输出功率比标准500微米厚的刚性电光晶体发射器更高。此外，新型发射器可以由低功率激光供电，因此大大降低了运行成本。
该研究小组还设计了一种新颖的低成本制造技术来生产发射器。一个大的晶圆规模的薄膜可以沉积，随后切丁到大量的现成使用的设备，从而使这种生产方法在商业上可扩展。研究小组还在柔性表面上测试了他们的设备，发现尽管受到很大弯曲曲率的影响，但其性能没有下降。
下一步，该团队计划基于其先进的太赫兹发射器，使用太赫兹技术建立一个紧凑的光谱系统。研究人员还在研究如何增强特定波长的太赫兹辐射，这将有利于更广泛的太赫兹相关研究和应用。该研究团队已经为这项发明申请了专利，并希望与业界合作伙伴进一步探索这项新技术的各种应用。
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