上海理工大學(xué)日前取得科研新突破，專家團(tuán)隊(duì)研制出兩臺(tái)“太赫茲人體安檢儀”。不同于目前國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)使用的金屬探測(cè)門和X射線探測(cè)儀，它能檢測(cè)出乘客隨身攜帶的非金屬危險(xiǎn)品，如陶瓷刀、工程塑料手槍、有機(jī)炸藥，進(jìn)一步提升了安檢能級(jí)。

　　該團(tuán)隊(duì)還研制出了“遠(yuǎn)距離太赫茲成像安檢儀”，適用于大型園區(qū)等大流量公共場(chǎng)所。儀器一旦顯示有人攜帶可疑物品，安檢人員即可對(duì)其進(jìn)行檢查，消除安全隱患。

　　中國(guó)太赫茲技術(shù)緊跟全球步伐

　　“太赫茲”（THz）是一個(gè)頻率單位，1太赫茲等于10的12次方赫茲。頻率在0.1—10THz的電磁波，稱作“太赫茲波”，其波長(zhǎng)介于遠(yuǎn)紅外光與毫米波之間。據(jù)上理工光電學(xué)院院長(zhǎng)莊松林院士介紹，在電磁波家族中，太赫茲波的地位很特殊，由于它處于微波電子學(xué)與紅外光子學(xué)的交叉、過渡區(qū)域，而且沒有太赫茲源和檢測(cè)器，很長(zhǎng)時(shí)間里科學(xué)界缺乏系統(tǒng)研究。從上世紀(jì)90年代起，科研人員開始研發(fā)太赫茲源和檢測(cè)器，使太赫茲科技成為全球科技前沿。

　　2004年，美國(guó)麻省理工學(xué)院將太赫茲科技評(píng)為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一。美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局（DARPA）、美國(guó)航空航天局（NASA）等機(jī)構(gòu)投入重金，把太赫茲波用于軍事、太空探測(cè)項(xiàng)目。日本政府將其列為“國(guó)家支柱技術(shù)十大重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)”之首，宣稱將在2020年東京奧運(yùn)會(huì)時(shí)實(shí)現(xiàn)太赫茲高速通信，速度為每秒100千兆，是目前LTE網(wǎng)絡(luò)的1000倍。

　　我國(guó)在太赫茲領(lǐng)域也有布局，已設(shè)立973計(jì)劃項(xiàng)目，組織南京、上海、四川、天津等地高校和科研院所開展研究。其中，上理工是唯一承擔(dān)設(shè)備系統(tǒng)的單位。在科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市科委等部門的支持下，莊松林院士領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)掌握了太赫茲源、功能器件等核心技術(shù)，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的94GHz（1000GHz=1THz）人體安檢儀樣機(jī)。

　　據(jù)悉，2012年，美國(guó)已將成批太赫茲人體安檢儀引入機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng)，防止貼身攜帶有機(jī)炸藥等危險(xiǎn)品的恐怖分子登機(jī)。

　　太赫茲人體安檢儀——規(guī)避“裸體安檢”

　　在上理工實(shí)驗(yàn)室，接受安檢者踏上檢測(cè)平臺(tái)，面朝太赫茲源雙臂上舉。3秒內(nèi)，儀器的顯示屏就出現(xiàn)了“透視”人形。如果隨身攜帶危險(xiǎn)品，人形相應(yīng)部位會(huì)有黑色陰影。筆者試著在衣服里藏了一把塑料玩具槍，結(jié)果立刻被儀器識(shí)破。

　　生就“火眼金睛”，是因?yàn)樘掌澆ù┩感詷O強(qiáng)，對(duì)衣服及各種包裝物的透過率在95%以上。與X光不同，太赫茲波的光子能量很低，輻射量?jī)H為手機(jī)接通時(shí)的1/10，照射后對(duì)人體不會(huì)有任何傷害。

上理工上海市現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任朱亦鳴教授說，儀器采用太赫茲多探頭探測(cè)、主動(dòng)式成像、高速光機(jī)掃描等先進(jìn)技術(shù)，成像分辨率達(dá)到2.5厘米，能識(shí)別出隨身攜帶的打火機(jī)，掃描時(shí)間為3秒每幀，解決了被動(dòng)式太赫茲人體成像系統(tǒng)普遍存在的掃描時(shí)間長(zhǎng)、分辨率不高等技術(shù)難題。

　　由于有透視功能，這種儀器幾年前在美國(guó)使用時(shí)，被媒體稱作“裸體安檢”，引發(fā)公眾質(zhì)疑。為此，美國(guó)技術(shù)人員對(duì)儀器成像做了特殊處理——只顯示疑似危險(xiǎn)品，而把人體隱私部位模糊掉。上海研發(fā)的安檢儀也是如此，受檢者不必?fù)?dān)心隱私泄露。

　　據(jù)估算，太赫茲人體安檢儀在國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)、火車站廣泛運(yùn)用后，市場(chǎng)銷售額將達(dá)到150億元。面對(duì)巨大市場(chǎng)前景，科研團(tuán)隊(duì)即將展開新一代樣機(jī)研發(fā)，使圖像分辨率達(dá)到1.5厘米，掃描時(shí)間縮短至1.3秒每幀。

　　此外，原理相仿的遠(yuǎn)距離太赫茲成像安檢儀也是市場(chǎng)上的“香餑餑”。這種掃描距離達(dá)15米、掃描時(shí)間1秒每幀、精度6厘米的儀器，能對(duì)公共場(chǎng)所大客流進(jìn)行遠(yuǎn)距離掃描，篩查出攜帶危險(xiǎn)品的可疑分子。目前，市科委正在積極推動(dòng)上理工與大型園區(qū)的合作。

　　國(guó)內(nèi)高?？逝翁掌澘萍柬?xiàng)目工程人才

　　在樣機(jī)研發(fā)過程中，科研人員也有困惑。朱亦鳴說，國(guó)內(nèi)高校的工程技術(shù)人才，特別是熟悉工藝技術(shù)的人才太少，導(dǎo)致他們的產(chǎn)品樣機(jī)開發(fā)進(jìn)程較慢，機(jī)器的穩(wěn)定性、可靠性也不夠。“我們畢竟都是搞科研的，工程化方面并不擅長(zhǎng)。與企業(yè)合作吧，大多數(shù)民營(yíng)企業(yè)規(guī)模偏小，缺少高水平的工程人員；國(guó)有企業(yè)工程人員多，但合作審批流程較慢，也未必對(duì)我們的項(xiàng)目感興趣。”朱亦鳴提出：高校可否調(diào)整人員引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，聘用一些工程領(lǐng)域人才，更好地推動(dòng)高?？萍汲晒D(zhuǎn)化。

　　筆者了解到，上理工有待轉(zhuǎn)化的太赫茲科技項(xiàng)目還有很多：如地溝油快速檢測(cè)儀，能用太赫茲波區(qū)分未加熱過的植物油和各類地溝油。人們所說的“地溝油”，通常含有動(dòng)物脂肪和反復(fù)加熱產(chǎn)生的過氧化物，利用太赫茲波對(duì)它們檢測(cè)后得到的振動(dòng)頻率，與檢測(cè)植物油得到的振動(dòng)頻率明顯不同。目前，檢測(cè)準(zhǔn)確率為80%—90%。但我國(guó)尚未出臺(tái)“地溝油”標(biāo)準(zhǔn)，這種儀器還無法產(chǎn)業(yè)化。還有癌細(xì)胞成像分析系統(tǒng)，通過太赫茲波掃描皮膚，能區(qū)分正常細(xì)胞與乳腺癌、淋巴癌、皮膚癌等細(xì)胞。目前，這類系統(tǒng)處在臨床試驗(yàn)階段。英國(guó)已有同類產(chǎn)品問世。

　　可以預(yù)見，太赫茲科技將在多個(gè)領(lǐng)域改變我們的生活。