摘 要 太赫兹波( teraher tz, T Hz, Tr ay) 是指频率介于0 1~ 10 TH z 之间的电磁辐射, 在电磁波谱上位于微波和远红外线之间。大多数爆炸物、毒品在此波段有特征吸收。与在公共安全领域检测武器、爆炸物、毒品等危险品的传统方法相比, 太赫兹辐射能量低, 不会产生电离辐射, 也不会引起安全担忧。而且, 太赫兹波对于衣物等大多数包装材料有很强的穿透力, 对物质的检测可以做到高灵敏、无损伤和远距离, 因此在反恐、毒品、安全检测等方面具有显著潜在优势。文章介绍了国内外太赫兹时域光谱技术( terahertz timedomain spect roscopy, TH zT DS) 在爆炸物及毒品检测方面的研究最新进展; 详细讨论了黑索金( RDX) 的研究现状, 并初步探讨了影响实验结果的几种因素。
恐怖袭击事件如汽车炸弹、机场等公众聚集场所的恶意爆炸及毒品问题, 严重困扰着当今社会安全和人类文明进步。人们为寻找准确、便捷、安全且经济实用的危险品探测技术而努力, 试图找到一种简单, 经济, 实用的检测手段,把损失降到最低限度。X 射线成像技术是目前探测包裹和行李中爆炸物和毒品的最常规方法, 但是对一些片状和液体状等特殊爆炸物易出现漏检, 对危险品的种类也难于确认, 且由于对人体存在一定的辐射损伤而无法用于对人员的检查。其他如警犬和示踪法对于严密包装的危险品则效力有限。Tray 为一种电磁波, 对于塑料纸箱等包装材料有很强的穿透力, 可以对已包装的物品进行功能性成像和检验, 因此能够用于快速检测包藏起来的如毒品、爆炸物等特殊物质[ 1] 。此外, 由于其单光子能量很低不会对人体造成辐射损伤, 因此有望利用该技术实现在车站、机场对行李或旅客进行远距离检测。近十几年来随着相关技术的迅速发展, 为Tr ay 的产生提供了稳定可靠的基础, 使TH z 电磁波在很多基础研究及实用领域得以应用[ 2] 。如在军事安全、医学成像、无标记检测、材料的无损探测以及通讯等方面均显示出相当重要的研究价值和应用前景。TH zT DS 是基于飞秒超快激光技术的远红外波段光谱测量新技术, 它利用物质对TH z 波的吸收所引起的低频运动来获得材料的特征谱线。物质的T Hz谱( 包括发射、反射和透射) 包含有丰富的物理和化学信息,有类似指纹光谱( 在TH z 波段) 特点。分子的弱相互作用( 如氢键、范德瓦耳斯力) 及大分子的骨架振动、偶极子的旋转和振动跃迁以及晶体中晶格的低频振动的吸收频率对应于T Hz 波段, 因此利用TH zT DS 技术能够提供有关化合物结构、构型及环境等重要信息[3, 4] 。目前, 对多种爆炸物以及毒品的探测研究发现, 它们在TH z 范围内都有一定的指纹光谱特性和图像特征。这些研究显示: TH zT DS 技术作为一种新的危险品识别和检测手段对现有方法是一种有效的补充并能够弥补某些不足。本文就近年来TH zT DS 技术在爆炸物及毒品光谱测量方面的研究结果和最新进展进行了综述。