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太赫茲技術開拓“最後處女地”進軍產業化

星之球科技 來源:文匯報2014-10-10 我要評論(0 )   

在上海理工大學的實驗室,一個(ge) 價(jia) 值上百億(yi) 元的創新故事正在醞釀,筆者看到了各種有趣的道具用瓷磚切成的假匕首、做工有些粗糙的塑料玩具槍,以及一包假扮塑膠炸藥的橡膠...

        在上海理工大學的實驗室,一個(ge) 價(jia) 值上百億(yi) 元的創新故事正在醞釀,筆者看到了各種有趣的道具——用瓷磚切成的假匕首、做工有些粗糙的塑料玩具槍,以及一包假扮“塑膠炸藥”的橡膠粒。

  這些“武器”之所以出現在此,是為(wei) 給一台正在研發的高科技“照相機”做模特。事實上,“武器”的原型,包括陶瓷刀、3D打印槍等,都不是金屬材質,如果不法分子隨身攜帶,不隨行李經過X光機,很難靠金屬探測儀(yi) 識別。但這台“相機”卻能借助一種特殊的“光”——太赫茲(zi) 電磁波,“照亮”被藏匿的違禁品,從(cong) 而賦予安檢員一雙火眼金睛。

  此前,全球隻有美國等少數國家有能力開發此類設備。如今,上海的學者、工程師、企業(ye) 家們(men) 聯手打破壟斷,初步成功開發了具備世界一流水平的太赫茲(zi) 安檢機;據了解,幾周前,國內(nei) 某大型公共項目已拋出橄欖枝,將采購10台設備,這也是國內(nei) 太赫茲(zi) 安檢儀(yi) 的首筆訂單。

  “太赫茲(zi) ”是怎樣一種神奇的光?為(wei) 了推進這個(ge) 世界一流的技術成果,上海的產(chan) 業(ye) 創新鏈條又是如何展開的?

  開拓太赫茲(zi) 技術“最後處女地”

  太赫茲(zi) 電磁波的頻率遠低於(yu) 可見光,介於(yu) 微波與(yu) 遠紅外線之間,落在千億(yi) 赫茲(zi) (即太赫茲(zi) 、THz)頻段,此前缺乏研究。直到21世紀前夜,科學界才首次人工生成了它,不過問世不久,太赫茲(zi) 波就立即被寄予厚望,多家智庫稱其為(wei) “未來十大技術”。中國工程院院士、上海理工大學光電學院院長莊鬆林介紹,在諸多應用方向中,安檢是近期最具潛力的一個(ge) 。太赫茲(zi) 波具備不錯的透視成像能力,能輕易穿過各種包裝和織物;而且其光子的能量隻有X射線的百萬(wan) 分之一,是可見光的五千分之一,對人體(ti) 沒有健康風險。

  “透視+健康”,順理成章,科技界希望用太赫茲(zi) 探測人體(ti) 。莊鬆林團隊的核心成員、上理工教授朱亦鳴介紹,起步最早的美國,2009年將太赫茲(zi) 安檢儀(yi) 正式引入機場,新儀(yi) 器“火線立功”,識破了一起炸藥劫機陰謀。名聲大振後,太赫茲(zi) 安檢儀(yi) 引來大量訂單,如今美國所有國際機場都實現了覆蓋。

  在上理工的實驗室,國產(chan) 太赫茲(zi) 安檢儀(yi) 正在調試,所有的核心器件都基於(yu) 自主技術。儀(yi) 器的外形像一部開著半扇門的貨運電梯。筆者揣上一把塑料玩具槍,走進“電梯”想考考它,兩(liang) 三秒後,安檢儀(yi) 的屏幕上就顯示出一個(ge) 灰色人影,雖然看不清五官,但腰部明顯有一塊黑斑——“武器”現形了。朱亦鳴說,由於(yu) 太赫茲(zi) 技術可用於(yu) 軍(jun) 事目的,所以美國允許出口的安檢儀(yi) ,成像精度隻有5厘米,“看”不清打火機。技術禁運給國產(chan) 技術帶來了機遇期——上理工經過5年研發,已經完成的這一代設備分辨率達1.5厘米,能用低得多的成本實現同樣的性能。

  配置太赫茲(zi) 領域產(chan) 業(ye) 化“黃金組合”

  在國內(nei) 的太赫茲(zi) 領域,莊鬆林團隊處於(yu) 先進位置,是僅(jin) 有的能提供係統技術的研究機構——這是上理工的合作夥(huo) 伴拓領科技集團經過2年悉心調研得出的結論。

  去年春天開始,拓領與(yu) 上理工開始合作,推進太赫茲(zi) 產(chan) 業(ye) 化。總經理龍明認為(wei) ,僅(jin) 安檢儀(yi) 在國內(nei) 就有150億(yi) 元的市場:“約200家機場、數千座高鐵、軌交車站,這筆賬並不難算。”

  產(chan) 學研的聯合,為(wei) 太赫茲(zi) 技術的轉化插上了翅膀。莊鬆林分析道,高校的優(you) 勢在於(yu) 原理研究,要落實到產(chan) 品上,繞不開工程化,這並非教授所擅長;拓領的長處恰好是機械製造,這家醫藥裝備製造商擁有流水線和加工經驗,還有靠創新實現轉型的決(jue) 心。但簡單的產(chan) 學研組合還不足以完成產(chan) 業(ye) 化的臨(lin) 門一腳。去年秋天,博康智能公司為(wei) 這個(ge) 創新聯合體(ti) 補上了"用"這一重要拚圖。博康曾為(wei) 國內(nei) 眾(zhong) 多機場提供安全技術,非常了解市場,副總裁楊瑞說:"技術轉化除了產(chan) 學研,還應加上用戶這一要素,隻有傾(qing) 聽用戶,才能讓技術更快落地。"博康帶回的用戶反饋正在從(cong) 大量細節入手重塑產(chan) 品--比如,為(wei) 贏得乘客對人體(ti) 透視安檢的信任,機場希望安檢儀(yi) 放棄目前的深色調,轉用醫療設備那樣的白色。

  莊鬆林和楊瑞都強調,新技術非常需要政府支持。目前,該項目得到了國家自然科學基金、科技部和市科委、市教委等的資助,不僅(jin) 如此,政府的宏觀視野對配置資源也起到了關(guan) 鍵作用,"我們(men) 三方攜手就是靠科委牽線,因為(wei) 他們(men) 對創新鏈的上下遊都很熟悉。"莊鬆林說。

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