Т-лучи заменят рентген
Группа ученых из Гарвардского и Лидского университетов продемонстрировала новый терагерцевый полупроводниковый лазер со сверхмалым расхождением пучка.
Ученые добились успеха благодаря использованию...
Группа ученых из Гарвардского и Лидского университетов продемонстрировала новый терагерцевый полупроводниковый лазер со сверхмалым расхождением пучка.
Ученые добились успеха благодаря использованию современных искусственных материалов и технологий: сделали широкие канавки на поверхности квантового каскадного лазера и заполнили их метаматериалом. В результате удалось избавиться от громоздких оптических линз, получить сильно коллимированный лазерный луч с частотой 3 ТГц (длина волны - 100 микрон) в невидимой дальней инфракрасной области спектра.
Структуры из метаматериалов сформированы непосредственно на сторонах устройства, покрытых арсенидом галлия. Искусственная раскраска показывает желобки микронного масштаба, выполняющие различные функции.
Терагерцевый полупроводниковый лазер может найти широкое применение в различных областях науки и техники. T-лучи проникют сквозь бумагу, одежду, пластмассы и множество других материалов, что делает терагерцевый лазер отличным инструментом для дефектоскопии, обнаружения скрытого оружия и биологических веществ, безвредной диагностики опухолей, кровотечений. В астрономии T-лучи применяют для обнаружения малых концентраций химических веществ космического происхождения.
Именно использование метаматериалов (искусственных материалов со свойствами, невозможными в естественной природе) имеет решающее значение в появлении компактного полупроводникового терагерцевого лазера. Метаматериалы сегодня мало используются в оптической технике, хотя и сулят большие возможности в новых технологиях, таких как визуальная маскировка, отрицательное преломление и формирование рисунка с высоким разрешением.
Терагерцевое (ТГц) излучение — вид электромагнитного излучения, спектр частот которого расположен между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами. ТГц излучение — не ионизирующее, легко проходит сквозь большинство диэлектриков, но сильно поглощается проводящими материалами и некоторыми диэлектриками. Например, дерево, пластик, керамика для него прозрачны, а металл и вода — нет.