太赫茲技術應用于文物保護及修復中的探索

盧民

（山東博物館，山東 濟南 250014）

0 引 言

歷史文化遺產的保護是一項包含考古學、歷史學、化學、材料學等多門類交叉領域的工作，通過無損檢測的科學手段保護我們的歷史文化遺產，一直是廣大文物保護工作者們探索的方向。在目前石質材料的文物保護和修復中，無損的光譜檢測技術是最有效的，但是目前常用的超聲波、X 射線、拉曼光譜、紅外和紫外等光譜技術都有各自的不足，例如拉曼、紅外、紫外技術采用的波段穿透能力差；X 射線和微波的穿透性能好，但X 射線的穿透能力太強，導致X 射線的縱向分辨率差，而且其光子能量高，具有電離特性；微波則是橫向的分辨率較低。太赫茲波對石質材料具有良好的穿透性和高分辨特性，可以非接觸、無損探測，實現對文物外表涂層和繪畫完整性、內部空心化方面的保護和修復，是其他光譜檢測手段的有力補充。

1 研究背景及現狀

毫米波、 太赫茲波（Terahertz） 是指頻率在30 GHz ～10 000 GHz、波長在0.01 ～3 mm之間的一段電磁波譜。近年來毫米波、太赫茲技術的應用研究逐漸興起，在5G 通信（未來6G 通信）、汽車雷達、安檢、生物和醫學檢測等領域呈現出極大的優勢。在文物探測和保護領域，與X射線、超聲波、微波、紅外相比，太赫茲波的無損檢測性能，在文物保護領域具有多方面優勢：

（1）太赫茲波對很多非極性的物質和介電材料，例如木材、陶瓷、泥土、硬紙板等都具有良好的穿透性。

（2）太赫茲輻射的單光子能量只有毫電子伏數量級，相對于上千電子伏的X 射線單光子能量，太赫茲波不會引起有害的電離，不容易破壞被檢測的物質，同時對操作人員是安全無害的。……