Терагерцевое излучение (ТГц) — электромагнитные волны в диапазоне между радио- и инфракрасным спектром — используются для многих целей — от сканирования багажа на таможне до диагностики заболеваний. Недавно российские учёные представили новые излучатели, которые позволят усилить терагерцевые волны, не требуя при этом мощного лазерного излучения.
Группа российских исследователей при поддержке Российского научного фонда создала ТГц-источник, который преобразует импульсное лазерное излучение в терагерцевое. Секрет эффективности новой технологии — в эффекте Дембера. При этом явлении в полупроводнике под воздействием ультракоротких лазерных импульсов появляется импульсное электрическое поле.
Полупроводник был сконструирован учёными на базе твёрдого раствора из мышьяка, индия и галлия, а затем помещён в условия сверхвысокого вакуума для послойного роста. На верхнюю часть структуры была нанесена асимметричная металлическая лазерная решётка, способная пропускать лазерное излучение. Площадь решётки составляла 1.5 квадратных сантиметра, что намного выше, чем у стандартных излучателей (около одного квадратного миллиметра).
Тестирование нового устройства показало, что оно способно излучать электромагнитные волны в диапазоне 6 ТГц (это в 2.5 тысяч раз больше излучения микроволновых печей). Излучатель также был испытан учёными из Дрездена. Они определили, что технология не теряет эффективности при увеличении частоты лазерных импульсов. Также было установлено, что для полноценной работы излучатель не требует лазерного излучения высокой мощности.
«Наш подход открывает новые возможности для разработки систем обнаружения вредных веществ в воздухе, контроля качества медикаментов и диагностирования заболеваний. Важно отметить, что наш источник терагерцевых волн не нуждается в приложении внешних электрических полей, то есть не требует источника питания, так как свойства материала, из которого он состоит, сами по себе позволяют создавать электрическое поле. Это должно увеличить срок службы такого источника, что будет важным конкурентным преимуществом», — отметил руководитель проекта, ведущий научный сотрудник ИСВЧПЭ РАН и МГТУ имени Н. Э. Баумана Рустам Хабибуллин. Фото: Ilyakov I. E. et al. / Optics Letters, 2021Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.