刘欣缘，曾昊旻，田 昕，李 松

（武汉大学电子信息学院，湖北武汉430079）

1 引 言

太赫兹辐射（0.1～10 THz）介于红外与毫米波之间，具有通信带宽宽、分子特征光谱明显和对非极性物质穿透性强等特点，因此在高速无线通信、体外疾病诊断、非接触式人体安检等领域表现出了广泛的应用前景［1-6］。特别是低频太赫兹（＜1 THz）常用于安检成像系统，目前被动成像安检仪的应用已经比较成熟，但存在成像分辨率有限，受环境温度影响大的问题。随着太赫兹辐射源输出功率和太赫兹探测器灵敏度的不断提升，分辨率更高、信噪比更优、受环境影响小的主动成像式太赫兹安检系统的发展迅速［7-9］。主动式太赫兹成像系统的普及无疑会增加人体暴露在太赫兹辐射之下的风险，也引发了对太赫兹生物安全性的担忧。已有研究表明，高强度的太赫兹辐射能在多种不同尺度上引起生物材料的变化，常见的效应包括结构蛋白损伤、细胞器功能破坏、细胞死亡和组织凝固等。此外，由于生物组织富含的水分子能有效地吸收太赫兹光子的能量并转换为热能，因此太赫兹辐射在生物组织中的热效应也十分显著［10］。

正是由于生物组织对太赫兹辐射的强吸收效应，一般认为太赫兹辐射在穿透衣物后会被人体表层皮肤细胞吸收，而不会对人身安全造成威胁［7］。但这只是一种定性的分析，实际上目前对太赫兹辐射在皮肤中的传输过程与吸收特性还缺乏清晰的认识。Vilagosh 等人使用时域三维电磁仿真软件对太赫兹信号在皮肤中的传播进行了仿真［11］，仿真结果表明毛囊能增加太赫兹辐射在皮肤中的传播距离，但频率为0.45 THz 的信号在皮肤中的穿透深度仍小于0.25 mm。……