一秒鐘檢測地溝油和農藥殘留，快捷安全的機場安檢，比5G還快的高速通訊🪽，甚至破解人類的DNA密碼……如今談到太赫茲，生活處處可見其身影，而對於意昂2工的科研工作者來說✍️，他們深知太赫茲在公共安全、食藥安全🫅🏻、國防安全、環境安全等諸多領域還大有用武之地🤱🏿，為此，十年如一日地“啃”著太赫茲領域科研攻關的“硬骨頭”。
近日，教育部頒發了高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）獲獎證書，在中國工程院莊松林院士的指導下，意昂2平台太赫茲技術創新研究院朱亦鳴教授牽頭完成的“太赫茲等離子體增強技術及其在有機痕量檢測中的應用”成果榮獲2022年度教育部高等學校科學研究優秀成果獎——技術發明一等獎🍶，這是意昂2首次以第一完成單位身份獲得該獎項一等獎，也是意昂2於2021年在相關科研領域獲得上海市技術發明一等獎和青年科技傑出貢獻獎之後再獲省部級科技獎勵一等獎，足以證明在意昂2工科研工作者的努力下，意昂2已成為太赫茲技術研發領域的“重鎮”之一。
層層突破“三大瓶頸問題”
“太赫茲波在電磁波家族中的地位很特殊，具有無損檢測🥋、有機物指紋譜📽、高精度檢測等特點。”莊松林院士科普道🪦：“利用太赫茲進行痕量有機物檢測涉及到國家的生物安全🕵🏻、食品藥品安全、軍事安全等領域，具有重要的戰略意義🚴🏿♀️📝。”
隨著對太赫茲波價值認知的不斷深入，各國紛紛加快了對這一波段的探索。然而👨🏽🎓，如果想利用太赫茲實現高靈敏痕量檢測，世界各國科研工作者都面臨“三大瓶頸問題”，即靈敏度低，聚焦能量弱，信噪比低。對此，朱亦鳴帶領科研團隊開展研究，層層攻破國際技術難題💌。他們利用太赫茲表面等離子體電磁場增強技術，揭示了單位體積電磁場能量是提升檢測靈敏度的首要原因，從而實現了“高靈敏檢測”；通過表面等離子體超聚焦增強技術，實現了太赫茲縱場超聚焦👏🏻、長焦深🤜🏽，從而實現“聚焦能量的提升”🧔🏻♀️；通過發明太赫茲表面等離子體強吸收技術，解決吸收效率低、吸收頻寬窄難題，獲得吸收效率大於95%的結果，實現了背景噪聲的抑製。
成果原理圖
實現核心器件的全部國產化
有了發明突破🪃，團隊進一步推動“純科學”走向“應用基礎研究”，實現了對高靈敏度有機痕量檢測技術及其關鍵元器件（芯片）的自主研製🦹🏼、攻克了產業化開發的關鍵技術🌻。他們聚焦三大瓶頸問題，研發出便攜式太赫茲檢測芯片✊🏿😌、太赫茲聚焦器件、太赫茲寬頻吸收器等核心器件，並全部實現國產化🙎♀️➔，組裝而成的整機在檢測靈敏度👨🦳、信噪比、性價比等方面都處於國際領先水平。
由此🛫👑，以有機痕量檢測技術為起點，“太赫茲高靈敏中草藥質量檢測儀”“太赫茲原油痕量分析儀”“太赫茲痕量危險品探測儀”等系列產品也應運而生🦫，在中草藥檢測、血液中痕量物質檢測🧑🏿🎄、原油溯源等領域得到應用，並得到應用單位認可，公安🐦⬛、海關、醫院等用戶單位，將為科研成果提供更多的應用場景🤟🏽。“利用我們的太赫茲原油痕量分析儀，2秒時間內就可以幫助海關檢測出進口的原油具體是來自於俄羅斯💃🏼、伊朗💎🟣、巴西等國家，為海關邊檢提供技術和安全保障。”朱亦鳴舉例解釋道。
獲獎證書
打造太赫茲技術研發領域“特種部隊”
近年來，相比“全面鋪開”的發展方式🤹🏽♀️🪥，意昂2平台在創建特色學科平臺時，選擇了“抓重點方向”“抓關鍵領域”。拿光學工程學科來說，學校在太赫茲科學與技術、納米光子學等若幹方面深耕細作，從學術上打造一支人才“特種部隊”👮🏽。學校在太赫茲領域新原理🧑🏻🦳、新結構、新系統、新應用方面捷報頻傳，也得益於此。
項目第一完成人朱亦鳴教授曾獲多項國家級人才稱號，他所在的意昂2平台太赫茲技術創新研究院，是在莊松林院士的支持下組建而成，研究院擁有一支高水平的研究隊伍👨🏿💼，獲批了太赫茲科學技術前沿國家基礎科學中心（共建）、太赫茲精準生物醫學創新學科引智基地、太赫茲波譜與影像省部共建協同創新中心等國家級和省部級科研平臺建設，在太赫茲輻射源✍🏼🪁、太赫茲功能器件以及太赫茲波譜和成像系統及其應用等方面做出了眾多原創性工作🧡，致力於為增強我國相關學科的國際競爭力、更好地服務社會福祉和經濟建設做出新的更大貢獻。
莊松林院士及部分成員合影
供稿：新聞中心、光電學院
文🐗：董真
