太赫兹技术能主导全世界吗（太赫兹技术随着6G到来）

前不久，5G商用刚刚落地，6G研发工作正式启动的消息就已经传来。与6G同时进入公众视野的还有一项新技术，那就是“太赫兹”。

太赫兹通信能够提高信息传输速率，大幅提升网络容量，被认为是实现6G的关键技术。然而，市面上也有一些商品，贴着“太赫兹”的标签吹嘘产品效果，实际上与太赫兹完全没有关系。

什么是太赫兹？

了解太赫兹，要先知道什么是赫兹（英文简写为Hz）。我们知道电磁波是有不同频率的，赫兹就是频率的单位。我们收听电台的波段，比如说FM87.2、FM94.9，后面跟的数字指的就是频率，单位是兆赫兹（英文简写为MHz），数量级是10的6次方赫兹。

与兆赫兹类似，太赫兹也是频率的单位，指的10的12次方赫兹，英文简写为THz。

太赫兹技术主要应用的就是电磁波中的一个频段，频率在0.1THz到10THz之间。

电磁波谱及各频段的主要应用 | 参考资料[3]

上面的电磁波谱图展示了不同频率的电磁波对应的实际应用。例如频率超过10的17次方赫兹的X射线可以用于医学成像诊断，微波炉的工作频率大约在10的10次方赫兹。

在众多器件应用中，太赫兹波段的处境却一度显得比较尴尬。受限于太赫兹波的产生和探测，这一波段曾被称为“太赫兹间隙”，相关的研究非常少，直到80年代后太赫兹技术才发展起来。

太赫兹通信与6G

为什么说太赫兹通信被认为是6G的关键性技术呢？简单地说，太赫兹频段预计将是6G所采用的频谱资源。

从1G到6G，每一代通信技术都需要特定的电磁波频段来进行数据传输，每一代都有属于自己的“地盘”。4G以及之前的通信技术大都采用的是300MHz-3GHz之间的频段（1GHz=1000MHz）,新兴的5G、6G便需要去比3GHz频率更高的频段“抢”属于自己的新地盘。

如今，发展日趋完善的5G将频谱资源拓展到了3GHz-300GHz的频段，这部分电磁波的波长在毫米级别，因此被称为“毫米波”。而对于6G而言，再往上找那就只能是频率更高的太赫兹频段了。

不同国家/组织对5G频段的规划 | Ericsson

频段的宽度在很大程度上决定了数据的传输速度，前四代通信技术都挤在3GHz以下的频率，虽然5G没法把3GHz-300GHz的频段都用上，但是能分到的频段宽度至少能有3GHz到6GHz左右，这就是常说的5G网速更快的原因之一。预计将使用太赫兹频段的6G也是类似的道理，能够实现更高的信息传输速率。

尽管如此，太赫兹频段也有许多缺点，比如说太赫兹波在大气中传输信号衰减较大，在潮湿的空气中尤其严重，辐射功率也较低，很难达到通信对载波功率的要求。太赫兹频段的商用化还有很长的一段路要走。

5G商用时代来临，6G仍有很长的一段路要走 | 图虫创意

除了在6G通信技术以外，太赫兹波在其他领域也有很广泛的应用，例如太赫兹成像、太赫兹探测、太赫兹光谱技术等等。

太赫兹成像技术识别出画作中的碳签名

确认此为西班牙画家戈雅（Goya）的作品 | 参考资料[13]

太赫兹成像技术能够应用在人体扫描中

发现藏在衣服下的危险物品 | 参考资料[15]

“太赫兹保健品”靠谱吗？

每当科技界有一种新兴的概念被提出，总会有小部分商家跑来“碰瓷”，给产品贴上相关的标签，打着“高科技”的旗号对产品进行虚假宣传，太赫兹技术也不例外。

在某宝上搜索关键词“太赫兹”，会发现一种名为“太赫兹手链”的产品很受欢迎。从外表上看，这个手链和普通的金属手链几乎没有什么区别，但许多商家的产品介绍中，都描述手链的材质是天然磁石或是“太赫兹石”，能放出太赫兹波，注入“太赫兹能量”，具有改善人体磁场、增强细胞活性等保健效果。

与之类似的还有“太赫兹鞋垫”，声称鞋垫内置“太赫兹芯片”，说是能打通内循环，缓解腿脚麻木、高血压等症状，也把太赫兹和人体保健挂上了钩。

某款“太赫兹手链”的产品介绍

某款“太赫兹鞋垫”产品图

其实，太赫兹技术领域中根本没有“太赫兹石”或者“太赫兹芯片”这种定义，而且几乎所有的物体在自身发出的辐射中都会有太赫兹成分，不论是手链还是鞋垫，能够发射太赫兹波实在不是一件稀奇的事情，只是听起来比较唬人而已。

当然，这也不是说随便拿来一个物体就能用它发出的太赫兹辐射应用在通信和成像上。一段时间以来，限制太赫兹技术最主要的因素就是缺少高功率、低成本、便携的室温太赫兹光源，随着超快光子学等领域的发展才逐渐找到了一些候选者。想要在室温下得到一定频率和功率的太赫兹波，显然不是简单的一个手链或者一个鞋垫所能实现的。

一种太赫兹波源——比手链和鞋垫复杂多了 | TeraSense

即使“太赫兹保健品”有一定积极效果，它的安全性也难以保证。目前为止，太赫兹技术在生物医学领域的应用主要在医学成像、生物组织探测与识别等方面，学界正在关注太赫兹的生物安全性，例如暴露于太赫兹中是否会引起热损伤、是否会引起自身结构变异或变性等。然而，太赫兹波对人体能够产生的具体影响还远没有定论，在产品中宣称太赫兹波具有保健功能是典型的欺骗消费者的行为。

太赫兹技术在上世纪80年代开始起步，时至今日在各个领域仍然有非常广阔的应用前景，也许等到一二十年后6G逐渐普及，太赫兹的概念会慢慢为公众所熟知。不过，对于一些声称使用太赫兹技术的产品尤其是日用保健品，我们也要有一定的甄别能力，防止上当受骗。去伪存真应该是对待新兴技术的正确态度。

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