Рекордные лазерного терагерцового пучка

Терагерцовое излучение используется для проверки безопасности в аэропортах, на медицинские осмотры, а также для проверки качества в промышленности. Однако, излучение в терагерцовом диапазоне крайне трудно генерировать. Ученые в техническом университете Вены удалось разработать терагерцового излучения источника, что нарушает несколько рекордов: он очень эффективен, и его спектр очень широк — он генерирует волны различной длины из всего терагерцовом диапазоне. Это открывает возможность создания коротких импульсов излучения с чрезвычайно высокой интенсивностью излучения. Новая технология терагерцового уже представлены в журнале Nature связи.

В «Терагерцовая щель» между лазеры и антенны

«Терагерцовое излучение имеет очень полезные свойства», — говорит Клаудиа gollner на из Института фотоники в техническом университете Вены. «Он может легко проникать через многие материалы, но в отличие от рентгена, он безвреден, потому что это не ионизирующее излучение.»

С технической точки зрения, однако, терагерцовое излучение находится в частотной области, который очень трудно получить доступ к … в своего рода ничейная земля между двух известных местах: излучения с более высокими частотами могут быть получены путем обычных твердотельных лазеров. Низкая-частота излучения, с другой стороны, как он используется в мобильной связи, излучения антенн. Наибольшие трудности, именно посередине, в терагерцовом диапазоне.

В лазерной лаборатории Ту Вена, поэтому значительные усилия должны быть введены в генерации требуемой высокой интенсивности терагерцового излучения импульсов. «Нашей отправной точкой является излучение инфракрасной лазерной системы. Он был разработан в нашем институте и не имеет аналогов в мире», — говорит Клаудиа gollner на. Во-первых, лазерный свет передается через так называемые нелинейные среды. В этом материале, инфракрасное излучение изменяется, часть ее преобразуется в излучение с удвоенной частотой.

«Теперь у нас есть два различных типа инфракрасного излучения. Эти два вида излучения, затем накладывается. Это создает волны с электрическим полем, с весьма специфической асимметричной формы», — говорит gollner на.

Превращение воздуха в плазму

Эта электромагнитная волна достаточно интенсивным, чтобы вырвать электроны из молекул воздуха. Воздух превращается в светящийся плазмы. Затем, специальная форма электрического поля волны разгоняет электроны таким образом, что они производят нужные терагерцового radiaton.

«Наш метод является очень эффективным: 2.3% подведенной энергии преобразуется в терагерцовое излучение — это на порядки больше, чем может быть достигнуто с помощью других методов. Это привело к исключительно высоким ТГц энергии почти на 200 ?Джей,» говорит Клаудиа gollner на. Другим важным преимуществом нового метода является то, что очень широкий спектр терагерцового излучения. Очень разные длины волн терагерцового диапазона излучаются одновременно. Это производит очень интенсивных коротких импульсов излучения. Чем больше спектр различных длин волн терагерцового, более короткие и более интенсивные импульсы могут быть сгенерированы.

Многочисленные Возможности Применения

«Это означает, что впервые в терагерцовом источником крайне высокой интенсивностью излучения теперь доступна», — говорит Андрюс Baltuska, руководитель исследовательской группы в Венском технологическом университете. «Первоначальные эксперименты с цинк-теллур кристаллы уже показывают, что терагерцовое излучение отлично подходит, чтобы ответить на важные вопросы материаловедения в совершенно новый способ. Мы убеждены, что этот метод имеет большое будущее».

сделать разницу: спонсорские возможности