开拓未涉足的频段，太赫兹波开启下一代感测技术新篇章
太赫兹波 的实际应用迎来重大突破：ROHM的RTD技术开启下一代 感测 器件新篇章
太赫兹波 是位于毫米波与红外线之间的电磁波。尽管其拥有巨大的潜力，但一直以来，振荡器和探测器往往存在体积大、价格高和功耗大的问题，因此在实际应用方面存在很高的壁垒。
ROHM正在研发的谐振隧穿二极管（RTD）为解决这一难题提供了全新的解决路径。该技术通过小型化封装即可实现 太赫兹波 的振荡和探测，有望广泛应用于安检、无损检测、水分监测、膜厚测量乃至未来的高速无线通信等场景中。
太赫兹波也被称为“可作为电波利用的未涉足频段”，这项技术正从研究课题逐步迈向具体的应用开发。
效果图：太赫兹波应用于工业现场的非接触式 感测
什么是太赫兹波
在电磁波中，还有一些尚未被充分利用的频段，其中的典型代表就是分布在300GHz至3THz附近的太赫兹波。
太赫兹波位于毫米波和远红外线之间，兼具电波和光的双重特性。其特点是易于穿透衣服、纸张和树脂等物质，同时又容易被水和金属吸收与反射。此外，许多物质在太赫兹波段会呈现出特有的吸收光谱，因此该技术在物质识别和无损检测领域的应用备受期待。
图1：太赫兹波（300GHz〜3THz）是 位于毫米波和远红外线之间的频段
阻碍普及的器件难题
然而，太赫兹波的实际应用一直面临着巨大挑战，原因在于传统的太赫兹波振荡器和探测器体积大、价格高、功耗大。也就是说，尽管太赫兹波的潜力已广为人知，却很难将其集成到实际设备中并在现场使用。
在太赫兹频段的应用开发中，一直以来，主流收发器件大多采用倍频法和光混频法。倍频法是一种通过多级倍频电路，将CMOS等生成的微波信号提升至太赫兹频段的方法。但是，倍增级数越多，转换损耗也会不断累积，导致设备体积增大及功耗上升。
光混频法是一种通过光电二极管提取出不同频率激光干涉所产生的差频分量的方法。该方法虽然可以获得较高的频率精度，但缺点是需要多个激光光源和光学系统，导致整个系统体积庞大，且操作往往较为复杂。
ROHM的RTD：实现更小体积和更低功耗的解决路径
针对上述难题，ROHM正致力于开发采用谐振隧穿二极管（Resonant Tunneling Diode, 简称RTD）的太赫兹波器件。RTD的特点是利用半导体双势垒结构中的量子隧穿效应，具有负微分电阻（NDR：Negative Differential Resistance）区域。这一特性使其能够在太赫兹频段实现振荡。另外，通过利用其优异的非线性特性，RTD还可以实现对入射太赫兹波的探测。
ROHM的RTD太赫兹波器件采用了LED等产品中普遍使用的PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）封装。其封装尺寸仅为4.0mm × 4.3mm × 3.25mm，功耗低至10mW，成功克服了传统方式中存在的体积大、功耗高及成本高等难题。