太赫兹技术初露头角,在安检领域率先落地产品

2019-01-29 16:40:23 来源:互联网
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据麦姆斯咨询介绍,如今,太赫兹安检设备已进入我们的生活,上海一些地铁站、美国许多机场都在使用这类设备。除了安检,太赫兹在生物医学、通信、国防等诸多领域也大有用武之地。近日,教育部公布了首批省部共建协同创新中心名单,上海理工大学牵头的“上海太赫兹波谱与影像技术省部共建协同创新中心”榜上有名。通过产学研协同创新,上理工太赫兹团队的科研成果已转化出3款产品,成为信件安检、液体安检、中药成分检测的利器。

 

中国工程院院士、上理工太赫兹技术创新研究院院长庄松林表示,太赫兹是一种颠覆性技术,其产业规模目前还不大,但正在孕育过程中。对于上海市政府将要建设的太赫兹技术研发与转化功能型平台,庄松林建议以省部共建协同创新中心为主要依托,尽快出台功能型平台的具体实施方案,推动上海做大做强太赫兹产业。

 

校企强强联手转化科研成果

太赫兹是一个频率单位,1太赫兹等于10的12次方赫兹。频率为0.1~10太赫兹的电磁波称作太赫兹波,其波长介于远红外光与毫米波之间。据庄松林介绍,太赫兹波在电磁波家族中的地位很特殊,处于微波电子学与红外光子学的交叉、过渡区域。从上世纪90年代起,科学家开始研制太赫兹源和检测器,并发现了它的很多优越性能。2004年,美国麻省理工学院将太赫兹技术评为“改变未来世界的十大技术”之一。2005年,日本将其列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。

 

近年来,我国在太赫兹技术研发领域发展很快。上理工已成为这一领域的“重镇”之一,该校太赫兹技术创新研究院教授朱亦鸣介绍,研究院的太赫兹等离子体技术论文总数和他引总数排名全球第一,利用这种技术开发的系统达到了国际领先水平。

 

如何加快把先进技术转化为现实生产力?2017年6月,上海上理太赫兹科技有限公司与中国兵器北方光电集团有限公司、浙江华东光电仪器有限公司、上海大鸿资产管理有限公司及高管团队共同出资,在杨浦区创办了华太极光光电技术有限公司。据了解,作为中国兵器工业集团下属子集团,北方光电集团是全国最大的光电科技企业。上理工组建的上海上理太赫兹科技有限公司与北方光电集团合作,可谓强强联手。

 

小型检测仪“扫一扫”知结果

“军工国企+高校+民营资本”的驱动力,使华太极光快速发展。截至目前,该公司已将上理工的3种实验室样机转化为产品。

 

太赫兹波谱信件检测仪太赫兹波谱液体检测仪两款产品正在上海一些单位使用,仅耗时0.1秒,就能检测出一封信件是否夹带变异生物种子、病毒、吗啡等危险物质,一瓶液体是否有安全隐患。朱亦鸣解释说,每种物质都有特定的波谱,碳、氢、氧、氮等有机物质也不例外,然而普通光学检测仪探测到的各种有机物波谱差别不大,所以很难识别;太赫兹波与各种有机物大分子集团共振后,探测到的波谱则差别明显,故能实现对危险有机物的快速、无损、非接触识别。这两种设备的体积都和饭盒差不多,能随时随地与安检传输线匹配,使用起来十分便捷。

 

三款快速检测“神器”问世,上海孕育太赫兹技术产业

太赫兹波谱信件检测仪

 

三款快速检测“神器”问世,上海孕育太赫兹技术产业

太赫兹波谱液体检测仪

 

同样道理,太赫兹设备可通过“扫一扫”检测出中药材的有效成分。去年3月,云南文山州政府部门与上理工太赫兹团队接洽,希望他们研发一种人参皂苷检测仪。原来,人参皂苷是文山特产药材——三七的有效成分,如果用液相色谱仪检测,需要一周才能拿到检测报告,费用也比较高。经过大半年研发,太赫兹人参皂苷检测仪已经问世。只要用这种手提式仪器对着三七“扫一扫”,1秒内就能获知其人参皂苷含量。

 

科学家携手工匠打造新产品

“科研人员与大国工匠紧密合作,对太赫兹设备这类工程技术成果的转化非常重要。”谈到产学研协同创新的秘诀,朱亦鸣深有感触地说。过去,上理工太赫兹样机的工程装配大多由研究生完成,不同学生、不同时段的工装质量参差不齐,很难使样机的性能指标达到最优。而今,北方光电集团的工程师团队负责太赫兹设备的加工、工装和检测,他们大多五六十岁,经验丰富,其中还有获得荣誉称号的大国工匠,用手摸一下结构件就能识别微米级误差。这些“老法师”的高质量工作,使太赫兹设备的各项性能指标显著提升,完全满足商用标准。

 

获得教育部支持后,太赫兹波谱与影像技术协同创新有了更大的平台。电子科技大学、南京大学、中科院上海微系统与信息技术研究所、中科院电子学研究所将与上理工合作,攻关太赫兹技术,公安、海关、地铁、医院等用户单位,则将为科研成果提供更多的应用场景。

 

去年9月,上理工还与莫斯科国立大学联合建立了“太赫兹技术创新国际联合实验室”,成为上海首批建设的3个国际联合实验室之一。上理工科研团队擅长太赫兹系统研发;莫斯科大学太赫兹科研人员的数学功底好,擅长理论研究。中俄两校共建实验室,有望在前沿领域推进重大科研成果落地。

 

在上理工科研团队看来,上海可利用自身的太赫兹创新策源能力,加快建设太赫兹技术研发与转化功能型平台;通过产学研协同创新,吸引国内一批相关企业落户上海,研发生产太赫兹技术产品,让上海早日成为这一新兴产业的策源地。

 

 
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