太赫兹（Tera Hertz，THz）是波动频率单位之一，又称为太赫，或太拉赫兹。等于1,000,000,000,000Hz，通常用于表示电磁波频率。
太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源；太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇可能引发科学技术的革命性发展。
早期太赫兹在不同的领域有不同的名称，在光学领域被称为远红外，而在电子学领域，则称其为亚毫米波、超微波等。在20世纪80年代中期之前，太赫兹波段两侧的红外和微波技术发展相对比较成熟，但是人们对太赫兹波段的认识仍然非常有限，形成了所谓的“THz Gap”。
2004年，美国政府将THz科技评为“改变未来世界的十大技术”之一，而日本于2005年1月8日更是将THz技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首，举全国之力进行研发。
我国政府在2005年11月专门召开了“香山科技会议”，邀请国内多位在THz研究领域有影响的院士专门讨论我国THz事业的发展方向，并制定了我国THz技术的发展规划。目前国内已经有多家研究机构开展太赫兹领域的相关研究，其中首都师范大学，是入手较早，投入较大的一家，并且在毒品和炸药太赫兹光谱、成像和识别方面，利用太赫兹对非极性航天材料内部缺陷进行无损检测方面做出了许多开拓性的工作，同时由于太赫兹射线在安全检查方面的独特优势，首都师范大学太赫兹实验室正集中力量研发能够用于实景测试的安检原型设备。另外，美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区政府、机构、企业、大学和研究机构纷纷投入到THz的研发热潮之中。THz研究领域的开拓者之一，美国著名学者张希成博士称：“Nextray, T-Ray！”。
太赫兹波的一些基本特点如下：
1） 高透性：太赫兹对许多介电材料和非极性物质具有良好的穿透性，可对不透明物体进行透视成像，是X射线成像和超声波成像技术的有效互补，可用于安检或质检过程中的无损检测。另外，太赫兹在浓烟、沙尘环境中传输损耗很少，是火灾救护、沙漠救援、战场寻敌等复杂环境中成像的理想光源。
2） 低能性：太赫兹光子能量为4.1 meV（毫电子伏特），只是X射线光子能量的107 ~ 108 分之一， 该值低于各种化学键的键能。太赫兹辐射不会导致光致电离而破坏被检物质，非常适用于针对人体或其他生物样品的活体检查。另外，水对太赫兹辐射有极强的吸收, 所以该辐射不会穿透人体的皮肤，对人体是很安全的。由此，太赫兹辐射是皮肤癌、龋齿洞等医学检测的理想工具。
3） 指纹谱性：太赫兹波段包含了丰富的物理和化学信息。大多极性分子和生物大分子的振-转能级跃迁都处在太赫兹波段，所以根据这些指纹谱，太赫兹光谱成像技术能够分辨物体的形貌，鉴别物体的组分，分析物体的物理化学性质， 为缉毒、反恐、排爆等提供相关的理论依据和探测技术。
在成像探测方面，太赫兹波也具有诸多优势，比如量子能量和黑体温度很低，如表1所示。
而且许多生物大分子的振动和旋转频率都处于THz波段，所以利用THz波可以获得丰富的生物及其材料信息。另外，THz辐射能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等物质。THz波段信号的时域频谱信噪比很高，使THz非常适用于成像应用。
在通信方面，瞬时带宽很宽(0.1～10THz)，利于高速通信。2020年11月6号，全球首颗6G试验卫星“电子科技大学号”在太原卫星发射中心成功发射。它将在太空中展开太赫兹通信试验，验证卫星高速通信技术，这是太赫兹通信在空间应用场景下的全球首次技术验证，这也是未来第六代通信的核心技术之一。区别于5G，6G要构建出一张实现空、天、地、海一体化通信的网络。6G频段将从5G的毫米波频段拓展至太赫兹频段，数据传输速率有望比5G快100倍，时延达到亚毫秒级水平。
太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时，由于太赫兹能量很小，不会对物质产生破坏作用，所以与X射线相比更具有优势。太赫兹的独特性能给通信（宽带通信）、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像（无标记的基因检查、细胞水平的成像）、无损检测、安全检查（生化物的检查）等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高，所以其空间分辨率也很高；又由于它的脉冲很短（皮秒量级）所以具有很高的时间分辨率。
在太赫兹发射源的研究方面，宽频太赫兹波可以利用LiNbO3和飞秒脉冲激光产生。宽频太赫兹波可以利用光电导开关和飞秒脉冲激光探测。
【图/文 梁宝文 孔问问】
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