信息来源：逸夫计量博物馆 发布日期：2025-11-17

你知道吗？

手机芯片里的电路宽度已细至不足10纳米

在这个肉眼无法触及的微观世界里

一种介于微波与红外之间的"神秘光波"

正悄然成为我们探测微观世界的关键

而驾驭这一切的基石

正是“太赫兹波”与“纳米计量技术”

太赫兹计量：填补 “电磁波空白”的量尺

太赫兹波科普

在电磁波谱中，太赫兹波（频率0.1-10太赫兹）曾长期是一片“空白地带”——它既没有微波那样成熟的发生器，也缺乏红外波段的探测技术，更难实现精准计量。这好比用粗毛笔写蝇头小楷，传统技术根本无法驾驭这种特殊波段的测量需求。然而，太赫兹波的独特优势让其无可替代：穿透性强、安全性高，且正好覆盖功能材料中绝大多数准粒子的振动频率，是研究量子世界的“理想探针”。要发挥其价值，首要任务就是给这把“波段标尺”完成精准定标。

实践与引用

中国计量科学研究院的科研人员给出了答案：他们自主研发真空环境下的太赫兹时域光谱计量装置，能精准测量材料在太赫兹波段的透射与反射特性；更发明高吸收率宽谱材料制成功率计，将量值溯源到国家激光功率基准，让太赫兹功率测量有了"国家标准"。这项技术在国际比对中，与美国、德国顶尖机构达成等效一致，标志着我国太赫兹计量跻身世界前列。

更令人振奋的突破来自中国科陆亚林团队。他们历时七年打造的太赫兹近场高通量材料物性测试系统，堪称“国之重器”，创造性解决了光源与分辨率难题：将百米级装置压缩至3.5米，成功研制出世界首台紧凑型可调谐太赫兹激光器，通过4.8米深的 “深坑”磁体设计，实现了接近绝对零度环境下的原子级探测。凭借这套系统，科学家首次在室温大气中获得原子分辨的太赫兹成像，让量子材料的微观特性无所遁形。

了解完太赫兹波

让我们将视线转向另一个计量技术

纳米计量

纳米计量：给原子级精度 “校准刻度”

纳米计量科普

1纳米等于十亿分之一米，约为单个原子直径的10倍，这样的尺度下，传统测量工具早已失效。而现代科技对精度的追求没有极限：半导体芯片、量子器件、生物大分子研究，都需要精确到0.1纳米级的测量基准。

实践与引用

纳米计量的核心挑战在于“看得清”且“测得准”。电子科技大学团队研发的“太赫兹时域过滤纳米成像技术”实现了关键突破：他们通过创新的时域光谱截断技术，成功消除探针表面波干扰，将成像分辨率提升至200纳米以下。用这项技术分析明代彩塑颜料时，能清晰鉴别朱砂与铅丹的纳米级振动差异，甚至能捕捉颜料在光照下的微观变化，为文物保护提供科学依据。

在更精密的领域，中国科大量身打造的近场探测系统已实现 0.14纳米的空间分辨率，同时可覆盖1平方厘米的大范围扫描。这种“微观与宏观兼顾”的计量能力，为高通量筛选超导、半导体等功能材料提供了可能，而这些材料正是信息、能源等战略领域的核心基础。

太赫兹波与纳米计量技术的突破

对当今的高精化工产业

也有着不小的影响

计量前沿：从实验室到产业的精度革命

在电子工业中，太赫兹功率计校准规范的出台，让芯片制造中的太赫兹检测设备有了统一标准；在生命科学领域，纳米级太赫兹成像能看清生物分子的细微结构，为新药研发打开新窗口；在考古界，非侵入式的纳米光谱分析能让珍贵文物 “开口说话”，却毫发无伤。

这些成就的背后，是科研人员“敢为人先”的坚守。从团队在困难时刻的无数次视频攻关，到计量科研人员为一项标准数据的上千次反复校准，正是这份执着，推动着中国在微观计量领域实现从跟跑到领跑的跨越。如今，下一代“超快太赫兹自由电子激光系统”已在规划中，未来将将打造全球独有的多维度太赫兹研究集群。

当我们为日新月异的科技惊叹时

也请不要忘了那些藏在幕后的计量工作者

他们用智慧为“看不见”的世界定标

用精度为人类的每一次科技探索保驾护航